СПОСОБ РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДОВ Российский патент 2003 года по МПК F16L1/28 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту нефтепродуктов и газа и касается восстановления служебных характеристик трубопроводов, пересекающих водную преграду.

В процессе эксплуатации трубы нефте- и газопроводов подвергаются коррозии, происходит естественная усталость металла. Это требует проведения капитального ремонта трубопроводов для обеспечения их надежности и предотвращения аварий, связанных с разрывом труб.

Известен способ проведения капитального ремонта трубопровода по участкам, находящимся в предаварийном состоянии. Согласно этому способу траншею, в которой находится трубопровод, раскапывают, извлекают поврежденный участок трубопровода, а на его место укладывают новую трубу, траншею закапывают и восстанавливают прилегающий земельный участок [Г.Ф. Егерман и др. Ремонт магистральных газонефтепроводов. - М.: Недра, 1973, стр. 107, П.П. Бородавкин и др. Сооружение магистральных газонефтепроводов. - М.: Недра, 1973, стр. 257, 258].

Такой способ ремонта является трудоемким и обходится дороже, чем строительство нового участка трубопровода, так как кроме работ, связанных с установкой новой трубы, включает ряд дополнительных работ по извлечению изношенной части трубопровода.

Земляные работы при этом составляют 30...50% от стоимости всех работ по строительству трубопровода.

Известен рассмотренный в качестве прототипа способ ремонта трубопроводов, включающий укладку новой трубы внутри изношенной части трубопровода. Новую трубу заглушают с переднего и заднего концов, вводят в изношенную трубу, а движущую силу, перемещающую устанавливаемую трубу, создают внутренним давлением воздуха на переднюю ее заглушку [решение о выдаче патента на изобретение "Способ и устройство установки нефтегазопроводной трубы" 99110221/06 (009852)].

Недостатком здесь является ограниченное тяговое усилие при большой длине укладываемой трубы.

Это определяется тем, что с увеличением длины установки трубы, а следовательно и ее веса, увеличивается и сила сопротивления ее перемещению, определяемая силой трения между наружной поверхностью устанавливаемой трубы и внутренней поверхностью изношенной трубы.

Кроме того, этот способ не выгоден для ремонта трубопроводов, пересекающих водную преграду, имеющую большую протяженность, так как установка новой трубы как составляющей часть ремонтируемой трубы требует больших затрат и создает большие трудности при замене участка трубы, находящегося под водой.

Задача изобретения - создание способа ремонта трубопроводов для нефти и газа большой длины путем расположения новой трубы внутри изношенной при создании условий малого сопротивления перемещению новой трубы и расхода энергии для их перемещения, что особенно эффективно для ремонта трубопроводов, пересекающих водные преграды большой протяженности.

Это достигается предлагаемым способом ремонта трубопроводов дли нефти и газа.

На фиг.1 изображено устройство для реализации предлагаемого способа.

Устройство (фиг. 1а, б, в) содержит заглушку 5, размещенную на переднем конце по ходу укладываемой трубы 2, поршни 4, 12 и 24 (фиг.2), цилиндры 3 и 9, разъемные фланцы 6 и 20, прицеп 7, компрессор 14, перепускные клапаны 15, 22 и 23, ресивер 16, трубки 13, 17 и 18, упор 10, направляющую 19.

При транспортировании трубы 2 и укладке ее в трубу 1 используют трубоукладчик 11 и столы 8 и 21.

Способ ремонта трубопроводов для нефти и газа путем установки новой трубы в изношенную трубу осуществляется следующим образом.

На трассе изношенной трубы 1 (фиг.1а) в начале ее и в конце по ходу транспортируемой трубы 2 раскапывают два котлована, рабочий (задний) и приемный (передний). Участки изношенной трубы 1, расположенные в котлованах, удаляют.

Новую трубу 2 подготавливают к транспортированию: герметизируют, закрывая ее передний конец заглушкой 5, и располагают на ее переднем конце поршень 12. К трубе 1 присоединяют цилиндр 9, трубу 2 укладывают на столы 8 и 21.

На прицепе 7 устанавливают упор 10, соединяют направляющую 19 с поршнем 4 и расположенными в ней трубками 17 и 18, поршень 4 вводят в цилиндр 3, закрывают цилиндр фланцем 6, оставляя открытым передний конец цилиндра, который присоединяют к трубе 2.

Прицеп 7 устанавливают так, чтобы он опирался упором 10 на фланец 6, при этом поршень 4 занимает крайнее переднее положение по отношению к укладываемой трубе 2 (фиг.1в), ходовое устройство прицепа блокируют для хода назад и оставляют свободным для хода вперед.

Передний конец трубы 2 при помощи трубоукладчика 11 вводят в цилиндр 9 и закрывают его разъемным фланцем 20 (фиг.1а), используя компрессор 14 (фиг. 1б) и ресивер 16, закачивают воздух через перепускной клапан 15 по трубке 18 в полость укладываемой трубы, образованную поршнем 4 и передней заглушкой 5, поднимая давление в полости до величины Р₁, одновременно закачивают воздух по трубке 17 в полость цилиндра 3, образованную поршнем 4 и фланцем 6, до давления Р₂ меньшим, чем Р₁, и по трубке 13 (фиг.1д) через перепускной клапан 22 в межтрубное пространство, образованное внутренней поверхностью изношенной трубы 1, наружной поверхностью укладываемой трубы 2, фланцем 20 и поршнем 12, поднимая давление до величины P₃.

Закачивание воздуха продолжают до момента начала движения укладываемой трубы 2 и поддерживают движение трубы давлениями P₁, Р₂, Р₃ до момента контакта фланца 6 с поршнем 4, который остается неподвижным вместе с присоединенными к нему прицепом 7 и связанными с ним узлами и деталями устройства, при этом давлении Р₂ за время движения трубы вперед остается меньшим, чем давление Р₁.

В момент контакта поршня 4 и фланца 6 (фиг.1г) давление Р₂ поднимают, создавая его большим, чем P₁, этим создают движение поршня 4 с прицепом 7 вперед до момента контакта упора 10 с фланцем 6, при этом давление Р₂ за время движения прицепа вперед поддерживают большими, чем давление Р₁. При контакте упора 10 и фланца поршень 4 займет переднее положение (фиг. 1в) по отношению к трубе 2, в этот момент давление Р₂ снижают и создают меньшим, чем давление Р₁, и далее процесс перемещения трубы продолжают снова, как описано выше. После начала перемещения трубы закрывают перепускной клапан 22, открывают клапан 23 и по трубке 13 закачивают воду в межтрубное пространство до уровня h (фиг.1а).

Труба под воздействием Архимедовой силы всплывает, сопротивление ее перемещению снижается, так как часть перемещаемой трубы уже не контактирует с внутренней поверхностью изношенной трубы, а опирается на воду, и сила сопротивления (трения) укладываемой трубы о воду будет значительно меньше, чем трение сухих поверхностей труб. Затем прекращают закачивание воды, закрывая пропускной клапан 23, открывают перепускной клапан 22 и процесс перемещения трубы повторяют снова, как описано выше, до выхода переднего конца перемещаемой трубы с поршнем 12 в котлован.

Передний конец трубы 2 освобождают от поршня 12, задний конец трубы 2 укладывают в котлован и освобождают его от цилиндра 3, поршня 4 и фланца 6, с заднего конца трубы 1 удаляют фланец 20, на задний конец трубы 2 устанавливают поршень 24 (фиг. 2а), подвижный относительно трубы 1 и относительно трубы 2, и продвигают его в цилиндр 9, закрывают фланцем 20 и по трубке 13 закачивают воздух в пространство между фланцем 20 и поршнем 24 (фиг.2б), созданным давлением воздуха перемещают поршень 24 в межтрубном пространстве вместе с водой до выхода в передний котлован.

С заднего конца трубы 1 удаляют фланец 20 и цилиндр 9. Передний и задний концы устанавливаемой трубы, выходящие в котлованы, соединяют переходными трубами с концами работоспособных труб (фиг.2а). Котлованы закапывают. Установка новой трубы окончена, ремонт завершен.

Изобретение относится к строительству и используется при ремонте трубопроводов, пересекающих водную преграду. В изношенный трубопровод вводят новую трубу, герметизируют межтрубное пространство и заполняют его водой. Перемещают наплаву новую трубу поршнем, закачивая под давлением воздух (газ) в поршневую полость внутрь изношенного трубопровода. Снижает энергозатраты за счет уменьшения сил сопротивления при перемещении новой трубы внутри изношенного трубопровода. 2 ил.

Способ ремонта трубопроводов, заключающийся в введении новой трубы в изношенную трубу, создании герметичной полости в межтрубном пространстве и полости внутри перемещаемой трубы, разделенной поршнем, перемещении трубы закачиванием воздуха (газа) под давлением в герметичные полости, отличающийся тем, что герметичную полость в межтрубном пространстве заполняют водой, поддерживая наплаву перемещаемую трубу до выхода ее переднего конца из изношенной трубы и удаляют воду из полости межтрубного пространства поршнем, перемещая его воздухом (газом).