Взрывозащищенное внутритрубное устройство Российский патент 2019 года по МПК F17D5/08 F16L55/26 

Изобретение относится к области контроля трубопроводов, в частности к обеспечению защиты внутритрубного устройства и трубопровода от возможного взрыва во время пропуска внутритрубного диагностического устройства в трубопроводе.

Из уровня техники известно устройство системы защиты внутритрубного дефектоскопа (патент RU 2301940, МПК F17D 5/00, G01M 3/00, опубл. 27.06.2007), которое содержит по меньшей мере одну секцию внутритрубного дефектоскопа, содержащую электрический источник питания приборов и устройств дефектоскопа, выключатель электрического источника питания и устройство контроля давления, соединенное с датчиком давления, установленным с возможностью измерения давления в среде, окружающей секцию. При этом устройство контроля давления соединено с выключателем электрического источника питания с возможностью управления выключателем для отключения питания при отсутствии в окружающей секцию среде избыточного, по сравнению с атмосферным, давления. Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает взрывозащиту внутритрубного дефектоскопа от всех внешних и внутренних факторов.

Наиболее близким аналогом к заявленному устройству является устройство для взрывобезопасного контроля трубопроводов (патент RU 35864, МПК F17D 5/00, G01N 27/00, опубл. 10.02.2004), состоящее из нескольких секций. Одна из секций устройства включает в себя корпус, антенну, переднюю и заднюю крышки, образующие герметичную оболочку, герметичность которой обеспечивается уплотнительными кольцами. Кроме того, устройство содержит источник питания, датчики, чувствительные к диагностическим параметрам контролируемого трубопровода, электронные средства измерений, обработки и хранения данных измерений, а также предохранительное устройство с взрывонепроницаемым фильтром и обратным клапаном. Обратный клапан открывается при перепаде давления (внутреннего и внешнего) не более 0,3 атм. и выдерживает обратное давление (внешнее) не менее 100 атм., причем открывание обратного клапана происходит во внешнюю среду. Недостатком данного устройства является то, что оно обеспечивает защиту внутритрубного устройства от взрыва только при перепаде внутреннего или внешнего давления.

Техническим результатом заявленного устройства является повышение взрывобезопасности при работе внутритрубного устройства в трубопроводах.

Технический результат достигается тем, что взрывозащищенное внутритрубное устройство включает по меньшей мере одну секцию, которая содержит взрывонепроницаемую герметичную оболочку, включающую в себя корпус, крышку переднюю, уплотнительные кольца, обеспечивающие герметичность взрывонепроницаемой герметичной оболочки, кассету батарейную и блок электроники, содержащий измерительную аппаратуру и аппаратуру записи диагностической информации, при этом блок электроники выполнен с возможностью управления кассетой батарейной, в которой установлены автономные источники питания, при этом в состав блока электроники входит блок искрозащиты, котоый содержит три диода, последовательно включенные в электрические цепи взрывозащищенного внутритрубного устройства, имеющие выход на внешние электрические разъемы взрывонепроницаемой герметичной оболочки.

При этом взрывонепроницаемая герметичная оболочка выполнена с возможностью выдерживать давление взрыва не менее 1 Мпа.

Дополнительно в местах установки внешних электрических разъемов размещены уплотнительные кольца.

Кроме того, открытые токоведущие части внешних электрических разъемов залиты компаундом.

Таким образом, повышение взрывобезопасности при работе взрывозащищенного внутритрубного устройства обеспечивается совместным использованием трех видов взрывозащиты:

- применением по меньшей мере одной секции, которая содержит взрывонепроницаемую герметичную оболочку;

- выполнением блока электроники с возможностью управления батарейным питанием взрывозащищенного внутритрубного устройства;

- использованием искробезопасной электрической цепи.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена секция внутритрубного устройства с взрывонепроницаемой герметичной оболочкой, на фиг. 2 изображена секция внутритрубного устройства с взрывонепроницаемой герметичной оболочкой с подсоединенной ультразвуковой секцией, на фиг. 3 показан корпус взрывонепроницаемой герметичной оболочки, на фиг. 4 изображена кассета батарейная.

На фиг. 1-4 приняты следующие обозначения:

1. Корпус,

2. Кассета батарейная,

3. Крышка передняя,

4. Блок электроники,

5. Внешние электрические разъемы,

6. Внешние электрические кабели;

7. Пружина контактная;

8. Секция внутритрубного устройства с взрывонепроницаемой герметичной оболочкой;

9. Ультразвукововая секция;

10. Опора;

11. Уплотнительное кольцо;

12. Опора кассеты батарейной;

13. Фланец;

14. Опора базовая;

15. Стойка;

16. Прокладка батарейная;

17. Прокладка;

18. Батарея электропитания.

Взрывозащищенное внутритрубное устройство предназначено для работы во взрывоопасной среде класса 0 по ГОСТ 30852.9-2002, так как при перекачке нефти или нефтепродуктов по трубопроводу образуются взрывоопасные смеси IIА по ГОСТ 30852.11-2002, то есть смесь паров легковоспламеняющейся нефти или нефтепродуктов с воздухом в такой концентрации и с такими свойствами, что она может взорваться при наличии источника инициирования взрыва.

Для безопасной работы внутритрубных устройств во взрывоопасной среде используют взрывозащищенное внутритрубное устройство. Для исключения контакта внешнего продукта перекачки с электронным оборудованием и оборудованием энергообеспечения взрывозащищенного внутритрубного устройства, а также для обеспечения взрывобезопасной работы используют взрывонепроницаемую герметичную оболочку, состоящую из корпуса 1 (Фиг. 1 и Фиг. 3), кассеты батарейной 2 (Фиг. 1), крышки передней 3 (Фиг. 3) и блока электроники 4 (Фиг. 1), а также опоры 10 (Фиг. 3) и уплотнительных колец 11 (Фиг. 3). Корпус 1 (Фиг. 1), крышка передняя 3 (Фиг. 1) и уплотнительные кольца 11 (Фиг. 3) обеспечивают герметичность взрывонепроницаемой герметичной оболочки.

Кассета батарейная 2 (Фиг. 1) является энергоносителем для взрывозащищенного внутритрубного устройства и включает опору кассеты батарейной 12 (Фиг. 4), фланец 13 (Фиг. 4), опору базовую 14 (Фиг. 4), стойку 15 (Фиг. 4), прокладки батарейные 16 (Фиг. 4), прокладки 17 (Фиг. 5) и автономные источники питания - батареи электропитания 18 (Фиг. 4).

В развитие изобретения, по меньшей мере, одна секция 8 (Фиг. 2) взрывозащищенного внутритрубного устройства оборудована взрывонепроницаемой герметичной оболочкой (Фиг. 1) и связана с остальным оборудованием взрывозащищенного внутритрубного устройства, например, с ультразвуковой секцией 9 (Фиг. 2), электрически по средством внешних электрических разъемов 5 (Фиг. 2) через внешние электрические кабели 6 (Фиг. 2). При этом взрывозащищенное внутритрубное устройство оборудовано пружиной контактной 7 (Фиг. 1) для снятия статического электричества.

Работа устройства:

Взрывозащита взрывозащищенного внутритрубного устройства обеспечивается тем, что блок электроники 4 (Фиг. 1) выполнен с возможностью управления кассетой батарейной 2 (Фиг. 1) на всех этапах работы взрывозащищенного внутритрубного устройства и контролирует следующие параметры:

- разрядка батареи питания;

-избыточное давление внутри взрывонепроницаемой герметичной оболочки;

-достижение температуры аварийного отключения внутри кассеты батарейной 2 (Фиг. 1);

-совпадение таких двух событий, как снижение избыточного давления внешней среды ниже порогового значения и достижение дистанции условного выключения взрывозащищненного внутритрубного устройства;

- превышение током потребления порогового значения;

- превышение искробезопасных уровней напряжения и тока в электрических цепях, выходящих из взрывонепроницаемой герметичной оболочки;

- выход батарейного питания на внешние электрические разъемы 6 взрывонепроницаемой герметичной оболочки.

При не соответствии контролируемых параметров заданным электронная аппаратура блока электроники 4 (Фиг. 1) отключает кассету батарейную и внешние электрические цепи, в том числе обесточивает электрические цепи межсекционного питания взрывозащищенного внутритрубного устройства. Внешние электрические цепи являются искробезопасными, так как постоянно запитаны от кассеты батарейной 2 (Фиг. 1) через блок искрозащиты, входящий в блок электроники 4 (Фиг. 1) и включающий три диода, последовательно включенные в электрическую цепь, имеющие выход на внешние электрические разъемы 5 (Фиг. 2) взрывонепроницаемой герметичной оболочки. Выходящие из взрывонепроницаемой герметичной оболочки электрические цепи обеспечены искробезопасным напряжение и током, уровень которых рассчитывают по ГОСТ Р МЭК 60079-11-2010

Таким образом, взрывобезопасная работа взрывозащищенного внутритрубного устройства обеспечена совместным использованием трех видов взрывозащиты:

- первый вид взрывозащиты - это использование взрывонепроницаемой герметичной оболочки;

- второй вид взрывозащиты состоит в том, что блок электроники 4 (Фиг. 1) выполнен с возможностью управления кассетой батарейной 2 (Фиг. 1);

- третий вид взрывозащиты - это использование искробезопасной электрической цепи.

Изобретение относится к области контроля трубопроводов, в частности к обеспечению защиты внутритрубного устройства и трубопровода от возможного взрыва во время диагностического пропуска внутритрубного устройства в трубопроводе. Изобретение включает по меньшей мере одну секцию, которая содержит взрывонепроницаемую герметичную оболочку, включающую в себя корпус, крышку переднюю, уплотнительные кольца, обеспечивающие герметичность взрывонепроницаемой герметичной оболочки, кассету батарейную и блок электроники. Блок содержит измерительную аппаратуру и аппаратуру записи диагностической информации, при этом он выполнен с возможностью управления кассетой батарейной, в которой установлены автономные источники питания. В состав блока электроники входит также блок искрозащиты, который содержит три диода, последовательно включенные в электрические цепи взрывозащищенного внутритрубного устройства, имеющие выход на внешние электрические разъемы взрывонепроницаемой герметичной оболочки. Техническим результатом является повышение взрывобезопасности при работе внутритрубного устройства в трубопроводах. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Взрывозащищенное внутритрубное устройство, содержащее по меньшей мере одну секцию, включающую корпус, крышку переднюю, уплотнительные кольца, отличающееся тем, что по меньшей мере одна секция содержит взрывонепроницаемую герметичную оболочку, содержащую кассету батарейную и блок электроники, включающий измерительную аппаратуру и аппаратуру записи диагностической информации, при этом в состав блока электроники входит блок искрозащиты, который содержит три диода, последовательно включенные в электрические цепи взрывозащищенного внутритрубного устройства, имеющие выход на внешние электрические разъемы взрывонепроницаемой герметичной оболочки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что взрывонепроницаемая герметичная оболочка выполнена с возможностью выдерживать давление взрыва не менее 1 МПа.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в местах установки внешних электрических разъемов размещены уплотнительные кольца.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что открытые токоведущие части внешних электрических разъемов залиты компаундом.