ПОДВИЖНАЯ РАЗГРУЗОЧНАЯ ОПОРА ДЛЯ УЧАСТКА НАДЗЕМНОГО ТРУБОПРОВОДА С ОТВОДОМ Российский патент 2023 года по МПК F16L3/16 F16L3/02 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при строительстве новых и реконструкции действующих технологических трубопроводов высокого давления, в частности технологических трубопроводов обвязки газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций и технологических трубопроводов обвязки насосных агрегатов нефтеперекачивающих станций.

Известна опора трубопровода (Патент на полезную модель РФ №192962, опубл. 08.10.2019 г.), содержащая бетонный блок, имеющий ложемент по форме дуги поверхности трубопровода не превышающий центральный угол в 180°, бетонную опорную подушку, полимерную антифрикционную вставку и снабженный хомутами в виде дугообразных полос.

Недостатком указанной опоры является возможность перемещения трубопровода в произвольном направлении в горизонтальной плоскости, что приводит к невозможности ее применение в качестве разгрузочной опоры в обвязке технологического оборудования.

Известна опора разгрузочная (Патент на полезную модель РФ №112974, МПК F16L 3/18, опубл. 27.01.2012 г.), содержащая опорную конструкцию и несущий элемент, выполненный с возможностью перемещения по направляющей, в которой несущий элемент жестко соединен с горизонтальным патрубком. Опора может использоваться для разгрузки трубопроводов обвязки газоперекачивающего агрегата от воздействия нагнетателя при его колебательных движениях.

Недостатком указанной опоры является низкая эффективность снижения усилий и моментов, передаваемых на фланцы нагнетателя со стороны обвязки газоперекачивающего агрегата, что ограничивает ее применение в качестве разгрузочной опоры в обвязке технологического оборудования, имеющего ограничения по допустимым нагрузкам, действующим на соединительные элементы оборудования со стороны трубопроводной обвязки.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является опора трубопровода (Патент РФ 2566879, МПК F16L 3/00, опубл. 27.10.2015 г. ), содержащая основание, опорный элемент в виде двух соосных узлов скольжения, жестко закрепленных на основании, несущую конструкцию, жестко связанную с трубопроводом и перемещающуюся по направляющим, включающую отвод и балку, расположенную на одной оси с прямым участком трубопровода, жестко связанную с отводом, при этом прямой участок трубопровода опирается на направляющие первого узла скольжения, балка опирается на направляющие второго узла скольжения, отвод располагается между узлами скольжения. Опора позволяет снижать усилия, изгибающие и крутящие моменты на соединительные элементы газоперекачивающего агрегата компрессорной станции со стороны трубопроводной обвязки, возникающих от веса оборудования, от взаимного перемещения газоперекачивающего агрегата и трубопроводной обвязки, от вибраций, от температурных деформаций и от других воздействий. Недостатком указанной опоры является недостаточная эффективность снижения изгибающих моментов, приложенных к соединительным элементам газоперекачивающего агрегата, а также повышенные нагрузки в области крепления трубопровода к несущей конструкции опоры, что может приводить к снижению надежности опоры.

Задача предлагаемого изобретения состоит в повышении надежности и долговечности технологического оборудования, например, газоперекачивающего агрегата компрессорной станции или насосного агрегата нефтеперекачивающей станции, на которые воздействуют нагрузки со стороны технологических трубопроводов.

Технический результат заключается в снижении усилий, изгибающих и крутящих моментов, действующих на соединительные элементы технологического оборудования, например, газоперекачивающего агрегата компрессорной станции или насосного агрегата нефтеперекачивающей станции, со стороны трубопроводной обвязки, обусловленных температурными деформациями трубопроводной обвязки, вибрацией, изменением давления в трубопроводной обвязке, весом оборудования и другими воздействиями.

Указанный технический результат достигается тем, что в опоре трубопровода, содержащей основание, опорный элемент в виде двух соосных узлов скольжения, жестко закрепленных на основании, несущую конструкцию, жестко связанную с трубопроводом и перемещающуюся по направляющим узлов скольжения, включающую отвод и балку, расположенную на одной оси с прямым участком трубопровода, жестко связанную с отводом, при этом прямой участок трубопровода опирается на направляющие первого узла скольжения, балка опирается на направляющие второго узла скольжения, отвод располагается между узлами скольжения, согласно изобретения, направляющие первого узла скольжения расположены в районе пересечения цилиндрической поверхности прямого участка трубопровода с горизонтальной плоскостью, проходящей через ось прямого участка трубопровода, направляющие второго узла скольжения расположены в районе пересечения боковой поверхности балки с горизонтальной плоскостью, проходящей через ось балки, для передачи нагрузки с прямого участка трубопровода на первый узел скольжения применен полноохватный элемент несущей конструкции, приваренный к прямому участку трубопровода и включающий составляющие, выполненные в виде перфорированных пластин, образующих торцевую часть полноохватного элемента. При расположении направляющих на уровне горизонтальной плоскости, проходящей через ось прямого участка трубопровода, обеспечивается максимально эффективная компенсация усилий и моментов, действующих со стороны трубопроводной обвязки, присоединенной к отводу. Составляющие полноохватного элемента несущей конструкции, выполненные в виде стальных перфорированных пластин, образующих торцевую часть полноохватного элемента, расположены перпендикулярно к оси прямого участка трубопровода и соединяют прямой участок трубопровода и внешний цилиндрический элемент полноохватной несущей конструкции. Они способствуют минимизации влияния изменения температуры и давления в трубопроводе на зазоры в первом узле скольжения. Применение полноохватного элемента несущей конструкции позволяет снизить нагрузки в области крепления прямого участка трубопровода к несущей конструкции опоры, что способствует повышению надежности и долговечности опоры. При этом обеспечена возможность смещения трубопровода вдоль оси прямого участка трубопровода, в то же время полностью исключаются смещения трубопровода в поперечном (по отношению к оси прямого участка трубопровода) направлении, что приводит к минимизации усилий и моментов, передаваемых на прямой участок трубопровода со стороны отвода. В результате происходит снижение усилий и моментов, передаваемых на соединительные элементы технологического оборудования, например, газоперекачивающего агрегата компрессорной станции или насосного агрегата нефтеперекачивающей станции, со стороны трубопроводной обвязки. Снижение нагрузок на соединительные элементы способствует повышению надежности и долговечности технологического оборудования.

Изобретение поясняется фиг., на которой представлен схематичный изометрический вид опоры трубопровода, представляющей собой вариант осуществления настоящего изобретения, где:

1 - основание,

2 - первый узел скольжения,

3 - второй узел скольжения,

4 - направляющие первого узла скольжения,

5 - направляющие второго узла скольжения,

6 - отвод,

7 - балка,

8 - прямой участок трубопровода,

9 - полноохватный элемент несущей конструкции.

В таблице представлены результаты сравнительного анализа применения существующих разгрузочных опор и опоры трубопровода, представляющей собой вариант осуществления настоящего изобретения.

Опора трубопровода включает основание 1, которое может быть выполнено, например, из бетона, опорный элемент, выполненный в виде двух соосных узлов скольжения 2 и 3, жестко закрепленных на основании, например, с помощью болтовых соединений, несущую конструкцию, жестко связанную с трубопроводом, например, сварными соединениями, и перемещающуюся по направляющим узлов скольжения 4 и 5, включающую отвод 6, который может быть выполнен из того же материала, что и трубопровод, и балку 7, которая может быть выполнена из того же материала, что и трубопровод, расположенную на одной оси с прямым участком трубопровода 8, жестко связанную с отводом, например, сварными соединениями, при этом прямой участок трубопровода опирается на направляющие первого узла скольжения 4, балка опирается на направляющие второго узла скольжения 5, отвод располагается между узлами скольжения. Направляющие первого узла скольжения расположены в районе пересечения цилиндрической поверхности прямого участка трубопровода с горизонтальной плоскостью, проходящей через ось прямого участка трубопровода. Направляющие второго узла скольжения расположены в районе пересечения боковой поверхности балки с горизонтальной плоскостью, проходящей через ось балки. Полноохватный элемент несущей конструкции (9), приварен к прямому участку трубопровода и включает составляющие, выполненные в виде стальных перфорированных пластин, образующих его торцевую часть. Составляющие полноохватного элемента несущей конструкции расположены перпендикулярно к оси прямого участка трубопровода и соединяют прямой участок трубопровода и внешний цилиндрический элемент полноохватной несущей конструкции. Пример.

При работе газоперекачивающего агрегата мощностью 16 МВт с рабочим давлением газа 10 МПа со стороны выходного трубопровода с наружным диаметром 1020 мм на фланцевое соединение центробежного компрессора действуют нагрузки (усилия, изгибающие и крутящие моменты), обусловленные температурными деформациями выходного трубопровода, изменением давления во входном трубопроводе, весом оборудования. При установке в районе отвода выходного трубопровода разгрузочной опоры известной конструкции результирующее усилие, действующее на фланцевое соединение центробежного компрессора со стороны выходного трубопровода, достигает 5,4 тс, результирующий момент, действующий на фланцевое соединение центробежного компрессора со стороны выходного трубопровода, достигает 3,8 тс⋅м (табл.). При установке в районе отвода выходного трубопровода разгрузочной опоры предлагаемой конструкции результирующее усилие, действующее на фланцевое соединение центробежного компрессора со стороны выходного трубопровода, снижается до 5,3 тс, результирующий момент, действующий на фланцевое соединение центробежного компрессора со стороны выходного трубопровода, снижается до 2,1 тс⋅м (табл.). Таким образом, применение разгрузочных опор трубопроводов, предлагаемых в данном изобретении, по сравнению с опорами трубопроводов, основанными на существующих технических решениях, приводит к снижению усилий и моментов, действующих на соединительные элементы центробежного компрессора со стороны трубопроводной обвязки, что способствует повышению надежности и долговечности газоперекачивающего агрегата.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при строительстве новых и реконструкции действующих технологических трубопроводов высокого давления. В устройстве направляющие первого узла скольжения расположены в районе пересечения цилиндрической поверхности прямого участка трубопровода с горизонтальной плоскостью, проходящей через ось прямого участка трубопровода, направляющие второго узла скольжения расположены в районе пересечения боковой поверхности балки с горизонтальной плоскостью, проходящей через ось балки, для передачи нагрузки с прямого участка трубопровода на первый узел скольжения, применен полноохватный элемент несущей конструкции, приваренный к прямому участку трубопровода и включающий составляющие, выполненные в виде перфорированных пластин, образующих торцевую часть полноохватного элемента. Технический результат заключается в снижении усилий, изгибающих и крутящих моментов, действующих на соединительные элементы технологического оборудования со стороны трубопроводной обвязки, обусловленных температурными деформациями, вибрацией, изменением давления в трубопроводной обвязке, весом оборудования и другими воздействиями. 1 ил.

Подвижная разгрузочная опора для участка надземного трубопровода с отводом, содержащая основание, опорный элемент в виде двух соосных узлов скольжения, жестко закрепленных на основании, несущую конструкцию, жестко связанную с трубопроводом и перемещающуюся по направляющим узлов скольжения, включающую отвод и балку, расположенную на одной оси с прямым участком трубопровода, жестко связанную с отводом, при этом прямой участок трубопровода опирается на направляющие первого узла скольжения, балка опирается на направляющие второго узла скольжения, отвод располагается между узлами скольжения, отличающаяся тем, что направляющие первого узла скольжения расположены в районе пересечения цилиндрической поверхности прямого участка трубопровода с горизонтальной плоскостью, проходящей через ось прямого участка трубопровода, направляющие второго узла скольжения расположены в районе пересечения боковой поверхности балки с горизонтальной плоскостью, проходящей через ось балки, для передачи нагрузки с прямого участка трубопровода на первый узел скольжения применен полноохватный элемент несущей конструкции, приваренный к прямому участку трубопровода и включающий составляющие, выполненные в виде перфорированных пластин, образующих торцевую часть полноохватного элемента.