ИЗГИБАЮЩИЙСЯ НАПОРНЫЙ ТРУБОПРОВОД Российский патент 2004 года по МПК E21C50/00 E02F7/10 

Изобретение относится к изгибающимся напорным трубопроводам, а именно к преимущественно используемым в системах гидромеханизированной разработки месторождений в шельфовой зоне Балтийского моря.

Известен изгибающийся напорный трубопровод (прототип), включающий отрезки труб, соединенные между собой шаровыми шарнирами, допускающими изгиб трубопровода в различных плоскостях (Пат. РФ №2157438, кл. 7 Е 02 F 7/02, 3/88, 10.10.2000).

Однако недостатками известной конструкции трубопровода являются сложность конструкции стыковочных узлов, выполненных в виде шаровых шарниров, а также сложность обеспечения герметичности стыковочных узлов, что снижает надежность и экономичность эксплуатации гидротранспортной системы.

Задачами изобретения являются упрощение конструкции стыковочных узлов и обеспечение их герметичности для повышения надежности и экономичности эксплуатации гидротранспортной системы.

Поставленные задачи решаются за счет того, что в изгибающемся напорном трубопроводе, включающем отрезки труб, соединенных между собой стыковочными узлами, допускающими изгиб трубопровода в различных плоскостях, стыковочные узлы выполнены в виде гофрированных эластичных патрубков волнистого профиля, при этом торцы эластичного патрубка выполнены в виде фланцев, установленных с возможностью взаимодействия с фланцами примыкающих к нему отрезков труб и прижатия к ним кольцевыми накладками, причем кольцевые накладки со стороны эластичного патрубка соединены между собой круглозвенными цепями, размещенными равномерно по периметру каждой кольцевой накладки, а длина круглозвенных цепей в натянутом состоянии выбрана с учетом максимально допустимой прочности при растяжении эластичного патрубка. Головки болтов фланцевых соединений могут быть выполнены в виде проушин, к которым присоединены звенья круглозвенных цепей. Фланцы эластичного патрубка и фланцы примыкающих к нему отрезков труб могут быть соединены посредством штырей с клиньями.

Изгибающийся напорный трубопровод представлен на чертеже, где на фиг.1 показан его участок; на фиг.2 - стыковочный узел смежных отрезков труб; на фиг.3 - разрез А-А по фиг.2; на фиг.4 - вариант соединения фланцев с помощью штырей и клиньев; на фиг.5 - вид Б на фиг.4.

Изгибающийся напорный трубопровод состоит из отрезков труб 1, соединенных между собой стыковочными узлами 2, допускающими изгиб трубопровода в различных плоскостях за счет взаимного разворота отрезков труб 1 относительно друг друга (см. фиг.1). Стыковочные узлы 2 выполнены (см. фиг.2 и 3) в виде гофрированных патрубков 3 из эластичного материала. Фланцы 4 и 5 этих патрубков прижаты к фланцам 6 и 7 отрезков труб 1 с помощью кольцевых накладок 8 и 9 и болтов 10 и 11 с гайками 12 и 13. При этом гибкие фланцы 4, 5 зажаты между жесткими элементами - фланцами 6, 7 и кольцевыми накладками 8, 9.

Болты 10 и 11 равномерно распределены по периметру кольцевых накладок 8 и 9, а головки болтов 10 и 11 выполнены в виде проушин 14 и 15. К каждой паре проушин 14 и 15 прикреплены звенья круглозвенных цепей 16. Длина каждой цепи 16 в ее натянутом состоянии выбрана из условия обеспечения прочности гофрированного патрубка 3 при его изгибе. При этом максимальный угол α наклона образующей гофрированного патрубка 3 к его продольной оси 17 принят меньше угла трения транспортируемого груза о внутреннюю поверхность гофрированного патрубка 3.

Соединение фланцев стыковочных узлов может быть осуществлено не болтами 10 (11) с гайками 12 (13), а штырями 18 с клиньями 19, размещенными в щелевых отверстиях 20 штырей 18.

Изгибающийся трубопровод действует следующим образом. При гидромеханизированной разработке подводного месторождения (например, конкреций с шельфа Балтийского моря) при перемещении добычного агрегата и базового судна (не показаны) происходит изгиб трассы трубопровода. Это обеспечивается за счет деформации (изгиба) гофрированных патрубков 3. При максимальном изгибе или растяжении патрубка 3 круглозвенные цепи 16 растягиваются, воспринимая продольные усилия в трубопроводе. Благодаря этому патрубки 3 воспринимают лишь предельно допустимые растягивающие усилия из условия обеспечения их прочности.

При максимальном изгибе трубопровода с разворотом отрезков труб 1 относительно друг друга благодаря ограничению величины углa образующей патрубка 3 к его оси 17 не происходит забивания складок патрубка 3 частицами транспортируемого груза.

Соединение фланцев стыковочных узлов с помощью штырей 18 и клиньев 19 упрощает монтажные и ремонтные работы.

Отличительные признаки изобретения позволяют упростить конструкцию стыковочных узлов и снизить их стоимость, обеспечить герметичность стыковочных узлов с повышением надежности и экономичности системы гидротранспорта.

Изобретение относится к изгибающимся напорным трубопроводам, а именно к преимущественно используемым в системах гидромеханизированной разработки месторождений в шельфовой зоне Балтийского моря. Изгибающийся напорный трубопровод включает отрезки труб, соединенных между собой стыковочными узлами, допускающими изгиб трубопровода в различных плоскостях. Стыковочные узлы выполнены в виде гофрированных эластичных патрубков волнистого профиля. Торцы эластичного патрубка выполнены в виде фланцев, установленных с возможностью взаимодействия с фланцами примыкающих к нему отрезков труб и прижатия к ним кольцевыми накладками. Кольцевые накладки со стороны эластичного патрубка соединены между собой круглозвенными цепями, размещенными равномерно по периметру каждой кольцевой накладки. Длина круглозвенных цепей в натянутом состоянии выбрана с учетом максимально допустимой прочности при растяжении эластичного патрубка. Повышается надежность и экономичность эксплуатации трубопровода. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Изгибающийся напорный трубопровод, включающий отрезки труб, соединенных между собой стыковочными узлами, допускающими изгиб трубопровода в различных плоскостях, отличающийся тем, что стыковочные узлы выполнены в виде гофрированных эластичных патрубков волнистого профиля, при этом торцы эластичного патрубка выполнены в виде фланцев, установленных с возможностью взаимодействия с фланцами примыкающих к нему отрезков труб и прижатия к ним кольцевыми накладками, причем кольцевые накладки со стороны эластичного патрубка соединены между собой круглозвенными цепями, размещенными равномерно по периметру каждой кольцевой накладки, а длина круглозвенных цепей в натянутом состоянии выбрана с учетом максимально допустимой прочности при растяжении эластичного патрубка.2. Напорный трубопровод по п. 1, отличающийся тем, что головки болтов фланцевых соединений выполнены в виде проушин, к которым присоединены звенья круглозвенных цепей.3. Напорный трубопровод по п. 1, отличающийся тем, что фланцы эластичного патрубка и фланцы примыкающих к нему отрезков труб соединены посредством штырей с клиньями.