СПОСОБ РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДОВ Российский патент 2002 года по МПК F16L55/18 

Изобретение относится к машиностроению, а именно ремонту трубопроводов, производимому при повреждении труб и при замене дефектного участка трубопровода новым участком трубы, и может быть использовано при ремонте нефте- и газопроводов.

Известен способ ремонта трубопроводов (1), согласно которому в зоне дефектного участка трубы устанавливают пробки, покрытые полимином, смешанным с водой. Набухающая смесь полимина с водой перекрывает дефектный участок трубопровода. Недостатками этого способа является трудоемкость и ограниченность применения. Он может быть использован только при положительных температурах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ ремонта трубопроводов, заключающийся в отсекании продукта перекачки. Для этого, через предварительно вырезанные безогневым методом в трубопроводе технологические отверстия локализуют дефектный участок надувными запорными элементами и дегазируют его путем подачи пены. Затем устанавливают дополнительные запорные элементы, производят замену участка новым отрезком трубы и после этого заваривают технологические отверстия. Надувные запорные элементы удаляются потоком транспортируемой среды (2).

К недостаткам этого способа относится повышенная трудоемкость, обусловленная применением специальных фрез при вырезании технологических отверстий, а также необходимость использования дефицитного оборудования - пеногенераторных установок, что сдерживает широкое применение данного способа ремонта трубопроводов. Кроме того, при заполнении пеной замененного участка трубы, она может просачиваться в зазоры, что ухудшает качество сварных швов.

Цель изобретения - снижение трудоемкости, простота реализации способа, повышение качества отремонтированного трубопровода и использование экологически чистой технологии откачки нефтепродуктов.

Способ осуществляют следующим образом: отсекают продукт перекачки на дефектном участке трубопровода с использованием крановых устройств, расположенных на определенных расстояниях друг от друга. Затем в зоне дефекта проделывают технологическое отверстие взрывным устройством, исключающим возгорание нефтепродуктов. Для этого используют взрывное устройство, содержащее ингибиторы воспламенения паров нефтепродуктов, а за 25-30 мсек перед его взрывом осуществляют распыление взрывом водяной завесы, содержащей насыщенный раствор ингибиторов воспламенения паров нефтепродукта или газа. Указанным способом можно проделывать в трубопроводе технологические отверстия любых размеров и формы. По бокам технологического отверстия навешиваются сливные устройства, направленные в сборные емкости для нефтепродуктов. Далее осуществляют предварительное заполнение воздухом или инертным газом надувные запорные элементы, армированные прочным бензомаслостойким материалом, содержащим по образующей фрикционные покрытия.

По достижении формы, удобной для ввода и ориентации, надувные запорные элементы проталкиваются до места установки и накачиваются до плотного и непроницаемого перекрытия ремонтируемого участка трубопровода. С целью экологически чистой технологии откачки нефтепродуктов в технологическое отверстие вводится эластичная емкость, которая затапливается с помощью груза. При заполнении ее инертным газом, например, углекислым или азотом, она занимает весь объем вплоть до контакта с надувными запорными элементами. Вытесняемый нефтепродукт стекает по сливным устройствам в сборные емкости. Затем взрывными устройствами отрезают дефектный участок трубы, который мгновенно заполняется инертным газом, что исключает возгорание на стенках трубы остатков нефтепродукта. В новый отрезок трубы также заправляют эластичную емкость, которая после заполнения инертным газом занимает весь ее свободный объем. После установки нового участка трубы производят его сварку с нефте- и газопроводом. Прожоги эластичной емкости с инертным газом при сварке способствуют заполнению места сварки углекислым газом или азотом, что обеспечивает безопасность данной операции. При пуске отремонтированного нефте- и газопровода надувные запорные элементы удаляются под действием высокого внутреннего давления.

Пример осуществления способа: в эксперименте использовалась труба диаметром 530 мм, с толщиной стенки 8 мм, заполненная нефтью. Для изготовления в трубе технологического отверстия применялось взрывчатое изделие ШКЗ-4 - шнуровой кумулятивный заряд (3). Заряд накладывался на трубу, покрывался слоем пламегасителя (поваренной соли) толщиной 10-12 мм. Перед взрывом шнурового кумулятивного заряда (ШКЗ-4) за 25-30 мс осуществлялось образование водяной завесы с пламегасителем. Для этого в полиэтиленовый мешок наливалось 1,5-2 л 25% раствора хлористого калия. Распыление жидкости производилось 50 г отрезком того же взрывчатого материала, инициируемого электродетонатором мгновенного действия. Расстояние от мешка до места подрыва шнурового кумулятивного заряда составляло 1,5 м. Взрыв шнурового кумулятивного заряда инициировался электродетонатором ЭДКЗ-25 и позволил вскрыть трубу в месте "дефекта". Отверстие имело эллипсную форму с размерами 410х270 мм. Затем на технологическое отверстие навешивались по бокам сливные устройства (желоба), плотно прилегающие к боковой поверхности трубы. Надувные запорные элементы изготавливались из камер для автомашин "Жигули". Каждый надувной запорный элемент содержал 2 камеры, заключенные в плотную прорезиновую ткань (используемую для изготовления надувных лодок) толщиной 1,25 мм. В надутом состоянии он имел размеры - диаметр 520 мм, а ширину - 355 мм. По образующей запорного элемента прикреплялись пластмассовые аппликаторы, обеспечивающие плотное сцепление запорного элемента со стенками трубы. К каждому нипелю камеры накручивался удлиненный автомобильный шланг. Для облегчения ориентации перед вводом надувного запорного элемента в технологическое отверстие, он слегка заполнялся воздухом с помощью автомобильного компрессора. Затем надувной запорный элемент складывался и фиксировался липкой лентой. До места установки надувной запорный элемент проталкивался гибким шестом. По другую сторону таким же образом устанавливался второй надувной запорный элемент. Затем с помощью компрессора надувные запорные элементы наполнялись воздухом до плотного контакта со стенкой трубы. Расстояние между надувными запорными элементами ориентировочно составляло 1000 мм. Слив нефтепродукта с дефектной зоны осуществлялся методом вытеснения. С этой целью в технологическое отверстие затапливалась полиэтиленовая емкость с лепестковым клапаном. Толщина стенки ее составляла 0,5 мм. Полиэтиленовая емкость изготавливалась из мешка для укупорки аммиачной селитры размером: диаметр - 520 мм, длина - 1100 мм. Заполнение полиэтиленовой емкости осуществлялось с помощью баллона, снаряженного азотом, через редуктор. При этом нефтепродукт постепенно вытеснялся, стекая по сливным устройствам в емкости. Окончание слива определялось по отсутствию поступления нефтепродукта на сливные устройства и легкому выпиранию полиэтиленовой емкости в технологическом отверстии. Одновременно в объеме дефектного участка образовывалась инертная среда, заполненная азотом. Далее на расстоянии 200 мм от кромок технологического отверстия устанавливались два кольцевых заряда, изготовленных из ШКЗ-4. Таким образом, разрезание трубы с использованием энергии взрыва производилось по емкости, заполненной азотом. Взрывание зарядов производилось электродетонаторами. После взрыва "дефектный" участок был отрезан от трубы. Возгорание нефтепродукта и его протекание (просачивание) через надувные запорные элементы отсутствовало. По размеру отрезанной дефектной части изготавливался новый отрезок трубы, в который заправлялась полиэтиленовая емкость, аналогичная вышеописанной. Она также заправлялась инертным газом (азотом) через лепестковый клапан. Во время сварки нового участка трубы с остальной ее частью происходило прожигание полиэтиленовой емкости с азотом и, таким образом, сварка нового участка трубы практически осуществлялась в инертной среде.

Источники информации
1. Патент Российской Федерации N 2032124, кл. C1, Галеев В.Б., Сощенко Е.М. и др. "Способ ремонта трубопровода", 27.03.95, бюл. N 9.

2. Патент Российской Федерации N 1688008, кл. A2, Масчев В.А., Зеленкин С.Н. и др. "Способ ремонта трубопровода", 30.10.91, бюл. N 40.

3. Заряд кумулятивный шнуровой. Технологические условия (ТУ 84-988-99), 18 стр.

Изобретение предназначено для ремонта трубопроводов, производимого при повреждении труб и при замене дефектного участка трубопровода новым участком трубы. Способ осуществляют следующим образом: отсекают продукты перекачки на дефектном участке, локализуют его надувными запорными элементами через предварительно вырезанные технологические отверстия, дегазируют, заменяют дефектный участок новым отрезком трубы, причем технологическое отверстие проделывают взрывным устройством, содержащим ингибиторы воспламенения паров нефтепродуктов, а за 25-30 мс перед подрывом осуществляют распыление взрывом водяной завесы, содержащей насыщенный раствор ингибиторов воспламенения паров нефтепродуктов, после чего перекрывают его надувными запорными элементами. Технический результат - повышение качества отремонтированного трубопровода. 3 з.п. ф-лы.

1. Способ ремонта трубопроводов, заключающийся в отсечении продукта перекачки на дефектном участке, в локализации дефектного участка надувными запорными элементами через предварительно вырезанные технологические отверстия и дегазации и замене дефектного участка новым отрезком трубы, отличающийся тем, что в зоне дефекта проделывают технологическое отверстие взрывным устройством, содержащим ингибиторы воспламенения паров нефтепродуктов, а за 25 - 30 мс перед его подрывом осуществляют распыление взрывом водяной завесы, содержащей насыщенный раствор ингибиторов воспламенения паров нефтепродуктов, после чего перекрывают его надувными запорными элементами. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в технологическое отверстие затапливают с помощью груза эластичную емкость, затем заполняют ее инертным газом вплоть до контакта с надувными запорными элементами, а вытесняемый нефтепродукт стекает по сливным устройствам в сборные емкости. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дефектный участок трубы отрезают взрывными устройствами. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в новый отрезок трубы заправляют эластичную емкость, надувают ее инертным газом до заполнения всего внутреннего объема трубы и сваривают его с трубопроводом.