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.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ТРУБОПРОВОДА, ЗАПОЛНЕННОГО НЕФТЕПРОДУКТОМ | 2004 |
|
RU2271496C2 |
СПОСОБ ЗАМЕНЫ ДЕФЕКТНОГО УЧАСТКА ПРОДУКТОПРОВОДА И ПРИЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО, ИСПОЛЬЗУЕМОЕ ПРИ ЕГО ЗАМЕНЕ | 2004 |
|
RU2272956C2 |
СУДНО | 2005 |
|
RU2286284C2 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА НЕФТИ ПОД ВОДОЙ (ВАРИАНТЫ) | 2003 |
|
RU2247807C1 |
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СПАСАТЕЛЬНОЕ СУДНО ДОКОВОГО ТИПА | 2004 |
|
RU2282555C2 |
БОНОВОЕ ЗАГРАЖДЕНИЕ ПЕРЕМЕННОЙ ПЛАВУЧЕСТИ | 2002 |
|
RU2221109C1 |
СБОРНО-РАЗБОРНОЕ ДОРОЖНОЕ ПОЛОТНО | 2003 |
|
RU2241797C1 |
СТАЦИОНАРНОЕ БОНОВОЕ ЗАГРАЖДЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ ПЛАВУЧЕСТИ | 2003 |
|
RU2247808C2 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ИСПАРЕНИЯ ЛЕГКОИСПАРЯЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ | 2003 |
|
RU2259934C2 |
СТАЦИОНАРНОЕ БОНОВОЕ ЗАГРАЖДЕНИЕ ПЕРЕМЕННОЙ ПЛАВУЧЕСТИ | 2003 |
|
RU2232226C1 |
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.
RU 2058506 C1, 20.04.1996 | |||
СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ АВАРИЙ НА НЕФТЕПРОДУКТОПРОВОДЕ | 2001 |
|
RU2204078C2 |
Устройство для перекрытия трубопровода | 1990 |
|
SU1714283A1 |
US 5285806 A, 15.02.1994. |
Авторы
Даты
2006-02-10—Публикация
2004-03-09—Подача