СПОСОБ РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДА Российский патент 2008 года по МПК F16L55/18 

Настоящее изобретение относится к способу ремонта линейного участка магистральных трубопроводов, предназначенных преимущественно для транспортировки нефти или нефтепродуктов, и может быть использовано при эксплуатации таких нефтепроводов.

Известны способы ремонта трубопровода на линейном участке между двумя насосными станциями путем удаления (вырезания) так называемой «катушки», т.е. цилиндрического участка трубы в месте повреждения, и установки вместо него нового участка трубы. При этом приходится прибегать к сварочным, «огневым» работам, что сопряжено со значительными технологическими трудностями, поскольку до проведения этих работ необходимо осуществить соответствующие противопожарные мероприятия, а именно опорожнить, по меньшей мере частично, трубопровод и защитить место проведения работ от выброса нефти.

Известен способ ремонта трубопровода, который предусматривает устройство в месте повреждения котлована, остановку потока текучей среды, установку на трубе вентильного устройства, слив через это устройство текучей среды из всего участка трубопровода между двумя насосными станциями или, по крайнем мере, из той его части, откуда происходит самотечный выход текучей среды, вырезание окошек в трубе по обе стороны от места повреждения, заполнение трубопровода через эти окошки глиной с целью формирования глиняных «пробок» по обе стороны от места повреждения, удаление поврежденного отрезка трубы, монтаж с использованием сварочных работ нового отрезка трубы, накладку заглушек на окошки и, наконец, удаление глиняных пробок путем восстановления потока текучей среды, который проталкивает их до следующей насосной станции (см., например, «Инструкция по ликвидации аварий и повреждений на магистральных нефтепроводах», РД 39-39-195-79, Министерство нефтяной промышленности СССР, 1981).

Данный способ ремонта является чрезвычайно сложным и трудоемким. Глиняная пробка может состоять из нескольких тонн глины, она требует трамбовки, не должна смерзаться или, напротив, перегреваться в ходе ремонта, каждые 24 часа до 50% массы пробки подлежат замене и т.п. Кроме того, протяженность участка трубопровода, подлежащего предварительному опорожнению, может составлять десятки километров, что соответствует сотням тонн, например, нефти, которые необходимо откачать и складировать в полевых условиях либо вывозить специальным транспортом.

Более совершенным является способ, который предусматривает использование вместо глины специальных герметизирующих устройств поршневого типа, которыми перекрывают трубу перед сварочными работами (см. ведомственный нормативный документ «Регламент по технологии герметизации внутренней полости линейной части магистральных нефтепроводов с исключением применения глины», ОАО «АК Транснефть», РФ, 2003).

При реализации этого способа, как и в предыдущем случае, вначале останавливают поток перекачиваемой текучей среды (нефти) путем, например, перекрытия трубопровода на, по меньшей мере, одной насосной станции, опоражнивают, как сказано выше, трубопровод или хотя бы его участок со стороны самотечного выхода нефти с помощью монтируемого вентильного устройства, вырезают с помощью абразивного, пожаробезопасного режущего инструмента поврежденный участок трубы («катушку»), потом устанавливают в один конец трубы, по меньшей мере, со стороны самотечного выхода нефти герметизирующее устройство поршневого типа (например - типа «Кайман»), приваривают «огневым» способом новый участок трубы на место удаленного участка, после чего восстанавливают поток текучей среды, под давлением которой герметизирующее устройство продвигается до следующей по потоку насосной станции, где его извлекают из трубы через камеру для ввода средств очистки и диагностики, которая является неотъемлемым элементом каждой насосной станции.

Преимущества такого способа обусловлены использованием для герметизации трубы не глины, а более удобного специального герметизирующего устройства. Но главный недостаток не устраняется в связи с тем, что опорожнению подлежит слишком большой участок трубопровода, что увеличивает объемы и продолжительность работ и ведет к большим потерям из-за простоя трубопровода. Следует подчеркнуть, что в связи с изменяющимся рельефом местности, по которой проходит магистральный трубопровод, практически всегда один из его участков по ту или другою сторону от места повреждения является участком, из которого происходит самотечный выход нефти. При этом длина такого участка может составлять от сотен метров до десятков километров, т.е. всегда является значительной. Именно из этого участка и должна быть удалена текучая среда в ходе ремонтных работ.

В основу изобретения положена задача создания способа ремонта трубопровода, обеспечивающего удешевление, упрощение и ускорение ремонтных работ путем радикального ограничения длины участка трубы, подлежащего опорожнению.

Поставленная задача решается тем, что в способе ремонта трубопровода на участке между двумя насосными станциями, при котором используют, по меньшей мере, один перекрывающий трубопровод герметизирующего устройства, удаляют поврежденный участок трубопровода и устанавливают новый отрезок трубопровода на место удаленного отрезка трубопровода, согласно изобретению сначала, по меньшей мере, одно герметизирующее устройство вводят в трубопровод через камеру для ввода средств очистки и диагностики насосной станции, предыдущей по потоку поврежденному отрезку, под контролем его месторасположения продвигают герметизирующее устройство вместе с потоком перекачиваемой среды до поврежденного отрезка трубопровода, останавливают поток перекачиваемой среды вместе с герметизирующим устройством в зоне поврежденного отрезка трубопровода (до или после поврежденного отрезка) со стороны возможного самотечного выход перекачиваемой среды, после чего производят опорожнение трубопровода на участке между герметизирующим устройством и местом повреждения, удаляют поврежденный отрезок трубопровода безогневым методом, закрывают противоположный торец трубопровода, устанавливают на место повреждения новый отрезок трубопровода, возобновляют поток перекачиваемой среды и продвигают герметизирующее устройство под давлением перекачиваемой среды до следующей насосной станции с его последующим извлечением через камеру для ввода средств очистки и диагностики этой станции.

В варианте реализации способа, в случае нахождения дефектного участка в месте отрицательного перегиба рельефа, т.е. возможности самотечного выхода среды с двух сторон от поврежденного отрезка трубопровода через камеру для ввода средств очистки и диагностики предыдущей по потоку насосной станции последовательно, с интервалом, вводят два герметизирующих устройства и останавливают их по обе стороны от места повреждения трубопровода.

Технический результат настоящего изобретения заключается в возможности радикально, в сотни или даже тысячи раз уменьшить протяженность участка трубопровода, подлежащего опорожнению, и, следовательно, уменьшить затраты времени на ремонтные работы, т.е. сократить простой трубопровода, поскольку герметизирующее приспособление устанавливают в необходимом месте и таким образом отделяют поврежденный отрезок трубопровода от участка, из которого возможен самотечный выход перекачиваемой среды, раньше, чем начинают опорожнение трубопровода. Таким образом, опорожнению подлежит не весь упомянутый участок, а лишь крайне незначительная его часть.

Далее изобретение более подробно поясняется в приводимом ниже описании со ссылками на чертеж, на котором схематично изображен участок трубопровода, подлежащий ремонту.

На чертеже изображены линейный участок трубопровода 1 между насосными станциями 2 и 3, при этом стрелкой обозначено направление движения перекачиваемой среды, место 4 повреждения и отрезок 5 трубопровода («катушка»), подлежащий замене (выделен пунктиром), герметизирующее устройство 6 поршневого типа, установленное рядом с местом повреждения со стороны самотечного выхода перекачиваемой среды из трубопровода, и участок 7 трубопровода, подлежащий опорожнению.

Способ ремонта трубопровода предусматривает следующие операции, выполняемые в следующей последовательности:

локализация известным способом места повреждения трубопровода, где должны быть проведены ремонтные работы;

при необходимости устройство котлована для доступа к месту повреждения;

введение, по меньшей мере, одного герметизирующего устройства 6 поршневого типа на первой по потоку насосной станции 2 через камеру для ввода средств очистки и диагностики;

продвижение герметизирующего устройства вместе с потоком перекачиваемой среды и под ее давлением (трубопровод остается в рабочем режиме) по длине трубы, постоянно осуществляя дистанционный контроль его месторасположения с помощью известных средств, которые используются, например, для контроля за продвижением по трубе средств диагностики и очистки, систематически применяемых при эксплуатации любого магистрального трубопровода;

при достижении герметизирующего устройства места повреждения и расположения его по ту сторону от него, из которой возможен самотечный выход перекачиваемой среды, поток среды и остановку герметизирующего устройства, отделяя таким образом место повреждения от того участка трубы, из которого возможен самотечный выход перекачиваемой среды и который бы полностью подлежал опорожнению в известном способе, в данном же случае опорожнению подлежит лишь крайне незначительный участок 7 (несколько метров) между герметизирующим устройством и местом повреждения, из которого должна быть вырезана «катушка» 5; поток перекачиваемой среды останавливают путем, например, остановки работы насосной станции либо путем перекрывания промежуточного запорного устройства на линейном участке трубопровода;

установку вентильного устройства в зоне повреждения в трубопроводе и откачку из трубопровода незначительного количества, например, нефти, опорожняя таким образом небольшой участок трубопровода между местом повреждения и герметизирующим устройством, при этом по другую сторону от места повреждения текучая среда отойдет самотеком и после вырезания «катушки» торец трубы с этой стороны достаточно перекрыть каким-либо известным способом, например с помощью надувного уплотнителя;

вырезание поврежденного отрезка трубопровода («катушки») без использования огня и с использованием абразивного инструмента (поскольку до вырезания «катушки» в трубе еще остаются скопившиеся пары нефти) и установку на его место нового отрезка трубопровода путем сварки, восстанавливая таким образом целостность трубопровода, при проведении этих работ для повышения надежности работы герметизирующего устройства можно осуществить дополнительные операции по «расширению» герметизирующего устройства с целью его более надежного прилегания к внутренней поверхности трубы;

возобновление потока перекачиваемой среды и продвижение оставленного в трубе герметизирующего устройства (вместе с уплотнителем, если он использовался) до следующей насосной станции 3 и его извлечение из трубопровода через камеру для введения средств очистки и диагностики; если использовали дополнительное «расширение» герметизирующего устройства, то его продвижение до следующей насосной станции осуществляют, при необходимости, в условиях повышенного давления текучей среды.

В том случае, когда место повреждения трубопровода находится в низине, т.е. по обе стороны от этого места возможен самотечный выход перекачиваемой среды, либо, напротив, - трубопровод пролегает по практически горизонтальной местности и не существует явно выраженного участка с самотечным выходом, возможно применение двух поршневых герметизирующих устройств, которые вводят в трубопровод последовательно, с определенным интервалом, и останавливают по обе стороны от места повреждения, после чего ремонт трубопровода и удаление герметизирующих устройств производят, как это описано выше.

Как следует из вышеизложенного, введение герметизирующего устройства в трубопровод через насосную станцию и установка его в необходимом месте до вырезания «катушки» позволяют предельно уменьшить протяженность участка, подлежащего опорожнению, соответственно уменьшить количество сливаемой из трубы перекачиваемой среды и благодаря этому существенно упростить и ускорить ремонтные работы. На чертеже видно, что участок 7, подлежащий опорожнению, намного короче, чем участок между герметизирующим устройством 6 и насосной станцией 2, из которого пришлось бы удалять, например, нефть при известном способе ремонта.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и используется при ремонте трубопроводов, преимущественно магистральных. Освобождают участок трубопровода от перекачиваемой среды, устанавливают герметизирующие устройства, удаляют поврежденный отрезок трубопровода и устанавливают на его место новый отрезок трубопровода. Герметизирующие устройства вводят в трубопровод перед удалением поврежденного отрезка трубопровода, что уменьшает количество удаляемой при опорожнении трубопровода перекачиваемой среды. Упрощает и ускоряет ремонтные работы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ ремонта трубопровода на участке между двумя насосными станциями, при котором используют, по меньшей мере, одно перекрывающее трубопровод герметизирующее устройство, удаляют поврежденный отрезок трубопровода и устанавливают новый отрезок трубопровода на место удаленного отрезка трубопровода, отличающийся тем, что сначала, по меньшей мере, одно герметизирующее устройство вводят в трубопровод через камеру для ввода средств очистки и диагностики насосной станции, предыдущей по потоку поврежденному отрезку, под контролем его месторасположения продвигают герметизирующее устройство вместе с потоком перекачиваемой среды до поврежденного отрезка трубопровода, останавливают поток перекачиваемой среды вместе с герметизирующим устройством в зоне поврежденного отрезка трубопровода со стороны возможного самотечного выхода перекачиваемой среды, после чего опорожняют трубопровод на участке между герметизирующим устройством и местом повреждения, удаляют поврежденный отрезок трубопровода безогневым методом, закрывают противоположный торец трубопровода, устанавливают на место повреждения новый отрезок трубопровода, возобновляют поток перекачиваемой среды и продвигают герметизирующее устройство под давлением перекачиваемой среды до следующей насосной станции с его последующим извлечением через камеру ввода средств очистки и диагностики этой насосной станции.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при самотечном выходе перекачиваемой среды с двух сторон от поврежденного отрезка трубопровода через камеру для ввода средств очистки и диагностики предыдущей по потоку насосной станции последовательно, с интервалом, вводят два герметизирующих устройства и останавливают их по обе стороны от места повреждения трубопровода.