УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА, ЗАПОЛНЕННОГО НЕФТЕПРОДУКТОМ Российский патент 2006 года по МПК F16L55/16 

Описание патента на изобретение RU2269714C2

Изобретение относится к технике строительства и эксплуатации магистральных и местных нефтепродуктопроводов, перекачивающих станций и предназначено для герметизации нефтепродуктопроводов при выполнении ремонтно-восстановительных работ, например, при устранении неплотностей в трубопроводе, замене его дефектных участков, замене запорно-регулирующей трубопроводной арматуры (задвижки, вентили и т.д.), при создании новых узлов подключений к действующему нефтепродуктопроводу. Предлагаемое устройство может применяться также для перекрытия газопровода.

Известно устройство для ликвидации аварий на нефтепродуктопроводе, содержащее теплообменники, источник холода в виде криогенной емкости, источник теплоты в виде теплогенератора, трубопроводы. Это устройство реализует способ, в котором поврежденный участок трубопровода с обеих сторон отсекают искусственно создаваемыми пробками за счет замораживания границ этого участка жидким азотом (патент РФ №2204078, МПК F 16 L 55/103, 2001).

Использование такого устройства приводит к нарушению прочностных характеристик трубопроводов в местах их нерегламентированного охлаждения (как правило, ниже -100°С), что ниже предела хладноломкости стали труб. Кроме того, ледяные пробки не гарантируют надежного отсекания поврежденного участка трубопровода.

Известно устройство для временной герметизации трубопровода в целях его ремонта, содержащее надувную камеру и пропускаемый через трубопровод и соединенный с камерой стержень, который фиксирует и направляет ее при накачивании воздухом (патент США №5285806, НПК 137/15.08, МПК F 16 K 7/10, F 16 L 55/124, 1992).

Недостатком данного устройства является возможность просачивания продукта между надувной камерой и внутренней стенкой трубы.

Известно выбранное в качестве ближайшего аналога устройство для перекрытия продуктопровода, содержащее запорную эластичную камеру, выполненную в виде цилиндра с армированными днищами, механизм ввода в виде полого штока с подвижной штангой, соединенной стропами с запорной эластичной камерой, предохранительный и обратный клапаны в днищах (патент РФ №2058506, МПК F 16 L 55/16, 1992).

Известное устройство не обеспечивает достаточной надежности герметизации и сопротивления запорной эластичной камеры давлению оставшегося в трубопроводе нефтепродукта и при возможном появлении в трубопроводе толчков давления. Патрубки, вваренные в трубопровод при ремонте (необходимое количество не менее двух на каждом ремонтируемом участке) и имеющие согласно регламенту эксплуатации магистральных нефтепроводов максимальный внутренний диаметр 150 мм, не позволяют вводить в продуктопровод эластичную камеру, обеспечивающую достаточную прочность и имеющую регулирующие клапана. Разворачивание и наполнение такой камеры весьма затруднительны. После ввода камеры на продуктопроводе остается вваренная катушка с задвижкой и заглушкой, что является уязвимым местом с точки зрения прочностных характеристик, а также возможности несанкционированного подключения к данной задвижке. Это характерно для всех устройств, использующих вваренные патрубки для введения запорных элементов. Значительное время затрачивается как на проведение ремонтных работ, так и на проведение подготовительных работ.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а именно: создание надежно перекрывающего трубопровод на время ремонта устройства, снижение риска экологического загрязнения. Другой задачей изобретения является сокращение времени и трудоемкости выполнения подготовительных и ремонтных работ по замене дефектного участка без опорожнения нефтепродуктопровода.

Указанная задача решается тем, что в устройстве для перекрытия магистрального трубопровода, заполненного нефтепродуктом, содержащем запорный узел, имеющий эластичную запорную камеру и штангу, оно содержит второй запорный узел, в каждом из запорных узлов запорная камера расположена на упомянутой штанге, которая выполнена полой, герметичной и упругодеформирующейся, внутри штанги размещены баллоны с инертным газом, соединенные между собой шлангом, имеющим выпускные клапаны для подачи инертного газа в запорную камеру, на концах штанги размещены расклинивающие механизмы, при этом на поверхности запорной камеры закреплены уплотнительные манжеты, а на одном из концов штанги закреплен парус, имеющий возможность складывания и раскладывания. Расклинивающий механизм содержит размещенные на штанге неподвижную гильзу и скользящую гильзу, приводимую в движение пневмо- или гидроцилиндрами, и соединенные с гильзами прижимные башмаки, имеющие ошипованные протекторные накладки и взаимодействующие со стенками трубопровода. На поверхности запорной камеры закреплены эластичные уплотнительные манжеты и манжеты с протекторным рисунком и шипами. Манжеты с протекторным рисунком и шипами расположены чередующимися с эластичными уплотнительными манжетами. Запорная камера может быть выполнена односекционной или многосекционной, например трехсекционной. Парус выполнен в виде зонта и состоит из трапециевидных пластин, соединенных одним концом со штангой.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, введенное в трубопровод с зафиксированным в нем первым запорным узлом и незафиксированным вторым, на фиг.2 - устройство с заполненными эластичными запорными камерами, на фиг.3 - разрез трубопровода с расклинивающим механизмом в рабочем состоянии.

Устройство для перекрытия трубопровода 1 состоит из двух одинаковых запорных узлов, каждый из которых содержит эластичную надувную запорную камеру 2, которая плотно скручена вокруг полой герметичной штанги 3 и закреплена на ней. Запорная камера 2 может быть выполнена как односекционной, так и многосекционной, например трехсекционной, каждая секция которой изолирована от других и в случае повреждения одной секции или даже двух секций третья будет надежно сдерживать давление жидкости в трубопроводе 1. Штанга 3 выполнена упругодеформирующейся, например из полиэтиленовой трубы, по периметру обложенной стальными тросами со стальным сердечником и сверху закрытой другой толстостенной полиэтиленовой трубой. С обоих концов штанга 3 имеет закручивающиеся герметично на резьбе крышки 4. Внутри штанги 3 размещены стальные или пластиковые баллоны высокого давления 5 с инертным газом, соединенные между собой эластичным шлангом высокого давления 6, имеющим выпускные клапаны 7, через которые подается инертный газ в эластичную запорную камеру 2, также имеющую выпускные клапана 8 по числу секций запорной камеры 2. На концах штанги 3 размещены расклинивающие механизмы 9 для жесткой надежной фиксации запорной камеры 2 внутри трубопровода 1. Каждый расклинивающий механизм 9 содержит размещенные на штанге 3 неподвижную гильзу 10, скользящую гильзу 11, приводимую в движение пневмо- или гидроцилиндрами 12. В скользящей гильзе 11 выполнены пазы, и она имеет возможность перемещения по направляющим штанги 3. С гильзами 10 и 11 соединены прижимные башмаки 13, имеющие ошипованные протекторные накладки 14, например, из протекторной части автопокрышки. На концах прижимных башмаков 13 вблизи шарнирного соединения расположены опорные ролики 15, способствующие плавному и беспрепятственному продвижению штанги 3 внутри трубопровода 1. На поверхности запорной камеры 2 закреплены эластичные уплотнительные манжеты 16 из полиуретана или пористой резины и манжеты 17 с протекторным рисунком и шипами. Предпочтительно располагать манжеты 16 и 17 в чередующемся порядке. На одном из концов штанги 3 закреплен парус 18, который имеет возможность раскрывания и закрывания как зонтик при помощи скользящей гильзы 19 и пневмо- или гидроцилиндров 20, закрепленных на неподвижной гильзе 10. Парус 18 состоит из трапециевидных пластиковых пластин, соединенных одним концом со штангой 3. Парус 18 предназначен для продвижения штанги 3 с запорной камерой 2 по направлению перекачивания нефтепродукта. Скорость продвижения запорного узла устройства может регулироваться степенью раскрытия паруса 18.

Перед применением устройства проводятся подготовительные операции: в месте замены дефектного участка трубопровода 1 выкапывается траншея. По центру этого участка вваривается катушка 21, устанавливается задвижка 22, известным способом проделывается отверстие в трубопроводе 1 без остановки перекачки нефтепродукта. После этого или одновременно с установкой катушки 21 на границах демонтируемого участка трубопровода 1 с обеих сторон устанавливаются датчики, которые будут сигнализировать о прохождении запорных узлов устройства.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Первый запорный узел устройства через приемную камеру на линейной задвижке запускается в трубопровод 1 по направлению перекачки нефтепродукта, перед этим регулируется степень раскрытия паруса 18 в зависимости от скорости движения потока нефтепродукта и необходимой скорости передвижения первого запорного узла устройства. Запорный узел может быть снабжен радиомаяком, который подает сигналы во время передвижения запорного узла в потоке нефтепродукта с целью определения его местонахождения в любой момент времени. При прохождении датчика, расположенного за демонтируемым участком, с дистанционного пульта или автоматически подается сигнал на датчики, расположенные в полости штанги 3, дающие команду на срабатывание пневмо- или гидроцилиндров 12 и 20. Пневмо- или гидроцилиндры 12 и 20 срабатывают одновременно. Таким образом первый запорный узел устройства надежно фиксируется расклинивающим механизмом 9 в расчетном месте за границей демонтируемого участка, одновременно складывается парус 18, плотно прижимаясь пластинами к поверхности штанги 3, не мешая перекачке нефтепродукта. Таким же образом в трубопровод 1 вводится второй запорный узел устройства, который фиксируется в расчетном месте перед границей демонтируемого участка. После фиксации обоих запорных узлов дается команда на остановку перекачки нефтепродукта, линейные задвижки перекрываются, сбрасывается давление в трубопроводе 1. Затем с дистанционного пульта подается сигнал на датчики, дающие команду на открывание клапанов 7 для заполнения камер 2 обоих запорных узлов сжатым инертным газом из баллонов 5 под расчетным давлением. Надежность соединения запорных камер 2 с внутренней поверхностью трубопровода 1 повышается за счет эластичных уплотнительных манжет 16 и особенно за счет манжет 17 с протекторным рисунком и шипами, которые продавливают прослойку парафиновых и других смолистых осадков на внутренних стенках трубопровода 1, мешающих надежному соединению запорных камер 2 с внутренней поверхностью трубопровода 1. При использовании трехсекционных запорных камер 2 надежность герметизации еще более повышается. Таким образом перекрывается и надежно изолируется демонтируемый участок. Через задвижку 22 в подготовленный эластичный резервуар или автоцистерну выкачивается нефтепродукт, который может снова закачиваться в трубопровод 1 за линейной задвижкой. После замены дефектного участка трубопровода 1 новой катушкой с дистанционного пульта управления подается сигнал на сброс давления в пневмо- или гидроцилиндрах 12 расклинивающих механизмов 9 и в запорных камерах 2 через их выпускные клапаны 8. Контакт с внутренней поверхностью трубопровода 1 прекращается, и после открытия линейных задвижек и начала перекачки нефтепродукта оба запорных узла устройства проталкиваются потоком нефтепродукта к линейной задвижке, где через приемную камеру демонтируются из трубопровода 1.

Похожие патенты RU2269714C2

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ТРУБОПРОВОДА, ЗАПОЛНЕННОГО НЕФТЕПРОДУКТОМ 2004
  • Левагин Владимир Михайлович
RU2271496C2
СПОСОБ ЗАМЕНЫ ДЕФЕКТНОГО УЧАСТКА ПРОДУКТОПРОВОДА И ПРИЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО, ИСПОЛЬЗУЕМОЕ ПРИ ЕГО ЗАМЕНЕ 2004
  • Левагин Владимир Михайлович
RU2272956C2
СУДНО 2005
  • Левагин Владимир Михайлович
RU2286284C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА НЕФТИ ПОД ВОДОЙ (ВАРИАНТЫ) 2003
  • Левагин В.М.
RU2247807C1
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СПАСАТЕЛЬНОЕ СУДНО ДОКОВОГО ТИПА 2004
  • Левагин Владимир Михайлович
RU2282555C2
БОНОВОЕ ЗАГРАЖДЕНИЕ ПЕРЕМЕННОЙ ПЛАВУЧЕСТИ 2002
  • Левагин В.М.
RU2221109C1
СБОРНО-РАЗБОРНОЕ ДОРОЖНОЕ ПОЛОТНО 2003
  • Левагин В.М.
RU2241797C1
СТАЦИОНАРНОЕ БОНОВОЕ ЗАГРАЖДЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ ПЛАВУЧЕСТИ 2003
  • Левагин В.М.
  • Левагин Д.В.
RU2247808C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ИСПАРЕНИЯ ЛЕГКОИСПАРЯЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ 2003
  • Левагин В.М.
RU2259934C2
СТАЦИОНАРНОЕ БОНОВОЕ ЗАГРАЖДЕНИЕ ПЕРЕМЕННОЙ ПЛАВУЧЕСТИ 2003
  • Левагин В.М.
  • Левагин Д.В.
RU2232226C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 269 714 C2

Реферат патента 2006 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА, ЗАПОЛНЕННОГО НЕФТЕПРОДУКТОМ

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и используется для герметизации трубопроводов и при выполнении и ремонтно-восстановительных работ. Устройство содержит два запорных узла, снабженных эластичными запорными камерами и штангой. В каждом запорном узле запорная камера расположена на упомянутой полой, герметичной и упругодеформирующейся штанге, внутри которой размещены соединенные между собой шлангом баллоны с инертным газом. На концах штанги размещены расклинивающие механизмы, а на поверхности запорной камеры закреплены уплотнительные манжеты. На одном из концов штанги закреплен парус с возможностью складывания и раскладывания. В трубопроводе первый запорный узел фиксируется за демонтируемым участком, а второй - перед ним. Расширяет арсенал технических средств. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 269 714 C2

1. Устройство для перекрытия магистрального трубопровода, заполненного нефтепродуктом, содержащее запорный узел, имеющий эластичную запорную камеру и штангу, отличающееся тем, что оно содержит второй запорный узел, в каждом из запорных узлов запорная камера расположена на упомянутой штанге, которая выполнена полой, герметичной и упругодеформирующейся, внутри штанги размещены баллоны с инертным газом, соединенные между собой шлангом, имеющим выпускные клапаны для подачи инертного газа в запорную камеру, на концах штанги размещены расклинивающие механизмы, при этом на поверхности запорной камеры закреплены уплотнительные манжеты, а на одном из концов штанги закреплен парус, имеющий возможность складывания и раскладывания.2. Устройство для перекрытия магистрального трубопровода по п.1, отличающееся тем, что каждый расклинивающий механизм содержит размещенные на штанге неподвижную гильзу и скользящую гильзу, приводимую в движение пневмо- или гидроцилиндрами, и соединенные с гильзами прижимные башмаки, имеющие ошипованные протекторные накладки и взаимодействующие со стенками трубопровода.3. Устройство для перекрытия магистрального трубопровода по п.1, отличающееся тем, что на поверхности запорной камеры закреплены эластичные уплотнительные манжеты.4. Устройство для перекрытия магистрального трубопровода по п.1, отличающееся тем, что на поверхности запорной камеры закреплены манжеты с протекторным рисунком и шипами.5. Устройство для перекрытия магистрального трубопровода по п.1, отличающееся тем, что манжеты с протекторным рисунком и шипами расположены чередующимися с эластичными уплотнительными манжетами.6. Устройство для перекрытия магистрального трубопровода по п.1, отличающееся тем, что запорная камера выполнена односекционной.7. Устройство для перекрытия магистрального трубопровода по п.1, отличающееся тем, что запорная камера выполнена многосекционной, например трехсекционной.8. Устройство для перекрытия магистрального трубопровода по п.1, отличающееся тем, что парус выполнен в виде зонта и состоит из трапециевидных пластин, соединенных одним концом со штангой.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2269714C2

RU 2058506 C1, 20.04.1996
СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ АВАРИЙ НА НЕФТЕПРОДУКТОПРОВОДЕ 2001
  • Седых Н.А.
  • Дудко В.В.
  • Тучков В.К.
RU2204078C2
Устройство для перекрытия трубопровода 1990
  • Валеев Рустем Ибрагимович
  • Танатаров Рауф Абдрахманович
  • Муров Виль Мухамедьярович
  • Лещев Николай Николаевич
  • Васильев Федор Еремеевич
  • Бойко Владимир Андреевич
  • Сухорученкова Гузель Рауфовна
  • Карамышев Виктор Григорьевич
  • Мулюков Франгиз Гилязович
SU1714283A1
US 5285806 A, 15.02.1994.

RU 2 269 714 C2

Авторы

Левагин Владимир Михайлович

Даты

2006-02-10Публикация

2004-03-09Подача