ПОДВИЖНАЯ РАЗГРУЗОЧНАЯ ОПОРА ДЛЯ ПРЯМОГО УЧАСТКА НАДЗЕМНОГО ТРУБОПРОВОДА 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.

Известна опора трубопровода (Патент на полезную модель РФ №207546, опубл. 01.11.2021 г.), выполненная в виде бетонного блока, в верхней части имеющего выемку с размещенным на ней ложементом из антифрикционного материала, а в нижней части имеющего фундаментную опорную часть с узлом температурных подвижек, содержащим взаимоприлегающие по плоским поверхностям с возможностью относительного проскальзывания верхнюю проставку, закрепленную на обращенной к трубопроводу опорной части, и нижнюю проставку, закрепленную на обращенной к фундаменту опорной части, выполненные из антифрикционного материала.

Недостатком указанной опоры является возможность смещения трубопровода в поперечном относительно оси трубопровода направлении, что приводит к невозможности применения указанной опоры в качестве разгрузочной опоры в обвязке технологического оборудования.

Известна опора трубопровода (Патент на изобретение РФ №2566879, 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.

Недостатком указанной опоры является ограниченная область применения (опора предназначена для установки на участках трубопровода с отводом), что приводит к невозможности использования указанной опоры на прямых участках трубопровода.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является опора разгрузочная (Патент на полезную модель РФ №112974, опубл. 27.01.2012 г.), содержащая опорную конструкцию и несущий элемент, выполненный с возможностью перемещения по направляющей, при этом несущий элемент жестко соединен с горизонтальным патрубком, диаметр которого соответствует диаметру трубопровода. Опора может использоваться для снижения усилий, изгибающих и крутящих моментов, действующих 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 несущем элементе опоры, что может приводить к снижению надежности опоры.

Задача предлагаемого изобретения состоит в повышении надежности и долговечности технологического оборудования, например, газоперекачивающего агрегата компрессорной станции, на которое 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, 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, включающей опорную конструкцию и несущий элемент, выполненный с возможностью перемещения по направляющим, при этом несущий элемент жестко соединен с горизонтальным патрубком, диаметр которого соответствует диаметру трубопровода, согласно изобретения, направляющие расположены в районе пересечения цилиндрической поверхности горизонтального патрубка с горизонтальной плоскостью, проходящей через ось горизонтального патрубка, протяженность опорной конструкции и несущего элемента вдоль оси трубопровода составляет не менее двух диаметров трубопровода, несущий элемент представляет собой полноохватную конструкцию, включающую составляющие, выполненные в виде перфорированных пластин, образующих торцевую часть несущего элемента.

При расположении направляющих на уровне горизонтальной плоскости, проходящей через ось горизонтального патрубка, а также при протяженности опорной конструкции и несущего элемента вдоль оси трубопровода, составляющей не менее двух диаметров трубопровода, обеспечивается максимально эффективная компенсация усилий и моментов, действующих со стороны трубопроводной обвязки, присоединенной к горизонтальному патрубку. Составляющие полноохватной конструкции несущего элемента, выполненные в виде стальных перфорированных пластин, образующих торцевую часть несущего элемента, расположены перпендикулярно к оси горизонтального патрубка и соединяют горизонтальный патрубок и внешний цилиндрический элемент полноохватной конструкции. Они способствуют минимизации влияния изменения температуры и давления в трубопроводе на зазоры между несущим элементом и направляющими. Применение полноохватной конструкции несущего элемента позволяет снизить нагрузки в несущем элементе опоры, что способствует повышению надежности и долговечности опоры. При этом обеспечена возможность смещения трубопровода вдоль оси горизонтального патрубка, в то же время полностью исключаются смещения трубопровода в поперечном (по отношению к оси горизонтального патрубка) направлении, что приводит к минимизации усилий и моментов, передаваемых на соединительные элементы технологического оборудования, например, газоперекачивающего агрегата компрессорной 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 - опорная конструкция,

2 - несущий элемент,

3 - направляющие,

4 - горизонтальный патрубок.

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

Опора трубопровода включает опорную конструкцию 1, которая может быть выполнена, например, из бетона, несущий элемент 2, который может быть выполнен, например, из конструкционной стали, направляющие 3, которые могут быть выполнены, например, из конструкционной стали, жестко закрепленные на опорной конструкции, например, с помощью болтовых соединений, горизонтальный патрубок 4, который может быть выполнен из того же материала, что и трубопровод, жестко связанный с несущим элементом, например, сварными соединениями, при этом несущий элемент опирается на направляющие. Направляющие расположены в районе пересечения цилиндрической поверхности горизонтального патрубка с горизонтальной плоскостью, проходящей через ось горизонтального патрубка.

Пример.

При работе газоперекачивающего агрегата мощностью 16 МВт с рабочим давлением газа 8,3 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 на выходном трубопроводе разгрузочной опоры известной конструкции результирующее усилие, действующее на фланцевое соединение центробежного компрессора со стороны выходного трубопровода, достигает 1,6 тс, результирующий момент, действующий на фланцевое соединение центробежного компрессора со стороны выходного трубопровода, достигает 9,5 тс⋅м (табл.). При установке на выходном трубопроводе разгрузочной опоры предлагаемой конструкции результирующее усилие, действующее на фланцевое соединение центробежного компрессора со стороны выходного трубопровода, снижается до 1,2 тс, результирующий момент, действующий на фланцевое соединение центробежного компрессора со стороны выходного трубопровода, снижается до 3,0 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 существенному снижению усилий и, особенно, моментов, действующих на соединительные элементы центробежного компрессора со стороны трубопроводной обвязки, что способствует повышению надежности и долговечности газоперекачивающего агрегата.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту. Изобретение представляет собой подвижную разгрузочную опору для прямого участка надземного трубопровода, включающую опорную конструкцию и несущий элемент, выполненный с возможностью перемещения по направляющим. Несущий элемент жестко соединен с горизонтальным патрубком, диаметр которого соответствует диаметру трубопровода. Протяженность опорной конструкции и несущего элемента вдоль оси трубопровода составляет не менее двух диаметров трубопровода. Несущий элемент представляет собой полноохватную конструкцию, включающую составляющие, способствующие минимизации влияния изменения температуры и давления в трубопроводе на зазоры между несущим элементом и направляющими. Технический результат заключается в снижении усилий, изгибающих и крутящих моментов, действующих на соединительные элементы технологического оборудования, например газоперекачивающего агрегата компрессорной станции, со стороны трубопроводной обвязки, обусловленных температурными деформациями, вибрацией, изменением давления в трубопроводной обвязке, весом оборудования и другими воздействиями. 1 ил., 1 табл.

Подвижная разгрузочная опора для прямого участка надземного трубопровода, включающая опорную конструкцию и несущий элемент, выполненный с возможностью перемещения по направляющим, при этом несущий элемент жестко соединен с горизонтальным патрубком, диаметр которого соответствует диаметру трубопровода, отличающаяся тем, что направляющие расположены в районе пересечения цилиндрической поверхности горизонтального патрубка с горизонтальной плоскостью, проходящей через ось горизонтального патрубка, протяженность опорной конструкции и несущего элемента вдоль оси трубопровода составляет не менее двух диаметров трубопровода, несущий элемент представляет собой полноохватную конструкцию, включающую составляющие, выполненные в виде перфорированных пластин, образующих торцевую часть несущего элемента.