СПОСОБ И УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ПЕРЕХОДОВ ЧЕРЕЗ ПРЕГРАДЫ Российский патент 2024 года по МПК F17D5/04 F16L7/00 

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации трубопроводов, в частности газопроводов. Конкретнее изобретение относится к методам контроля за безопасной эксплуатацией, состоянием целостности и герметичности дюкера или футляра, а также находящихся в них газопроводов.

Из уровня техники известен патент на ПМ «Подводный переход» РФ №RU 39676 U1 (от 19.01.2004, авторы Акбердин A.M. (RU) и др., патентообл. ГУП “Институт проблем транспорта энергоресурсов” (RU), кл. МПК F17D 1/00), в котором описано устройство подводного перехода, выполненного по схеме «труба в трубе», в котором в месте максимального прогиба по нижней образующей внешней трубы выполнен «карман», внутри которого на шарнире расположено коромысло с поплавком и ограничитель хода коромысла (упор), при этом коромысло и ограничитель подсоединены к источнику питания с наличием в электросети сигнального устройства, которое включается при подъеме коромысла до контакта с ограничителем. При этом «карман» снабжен Г-образным патрубком с задвижкой для подсоединения насоса откачки скапливающейся в «кармане» жидкости.

Недостаток данного технического решения заключается в сложности устройства из-за наличия кармана, коромысла, датчика, соединенного электрическим проводом с сигнальным устройством, низкой надежности устройства из-за наличия трущихся соединений, необходимость специальной изоляции электрического провода при перекачке агрессивных жидкостей, невозможность использования подводного перехода для транспортирования газообразных сред.

Также известен патент на ПМ «Подводный переход» РФ №RU 77661 U1 (от 30.05.2008, авторы Султанов Р. Г. и др., патентообл. ГУП ”Институт проблем транспорта энергоресурсов” (RU), кл. МПК F17D 1/00) в котором описано устройство подводного перехода, выполненного по схеме «труба в трубе», о наличии утечки судят по изменению давления в межтрубном пространстве прибором давления, установленным на береговой части перехода, при этом в качестве прибора давления используют дифференциальный манометр, плюсовая камера которого соединена с межтрубным пространством, а минусовая - с эталонной емкостью с давлением, равным давлению в межтрубном пространстве при отсутствии утечки. Эталонная емкость выполнена из герметичной части межтрубного пространства. Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Недостаток технического решения заключается в том, что с помощью данного решения нет возможности определить, чем вызвано изменение давления в межтрубном пространстве: утечкой газа или негерметичностью внешней трубы - футляра.

Целью создания настоящего изобретения является обнаружение неисправности в подводном переходе газопровода, а также возможность определения характера данной неисправности.

Техническим результатом заявляемого способа и устройства контроля герметичности переходов через преграды является повышение качества и информативности при контроле за безопасной эксплуатацией переходов газопроводов через преграды, а также расширение эксплуатационного функционала контроля переходов.

Технический результат достигается за счет способа контроля герметичности переходов через преграды, заключающегося в том, что контроль герметичности перехода газопровода через преграду, выполненного по схеме «труба в трубе», осуществляют за счет контроля изменения давления в межтрубном пространстве с помощью манометра, установленного в соответствующем запорно-регулировочном узле на береговой части перехода, после чего газоанализатором, устанавливаемым извне в герметичный карман запорно-регулировочного узла, связанного с межтрубным пространством, определяют характеристики загазованности среды межтрубного пространства, по которым делают вывод о характере повреждения газопровода.

Устройство контроля герметичности переходов через преграды, выполненных по схеме «труба в трубе», представляет собой запорно-регулировочный узел, установленный на береговой части перехода, соединенный с межтрубным пространством газопровода через крестовину, образующую три ответвления, на одном из которых установлен манометр для определения изменения давления в межтрубном пространстве, на другом расположена свеча рассеивания для стравливания избытков сред межтрубного пространства, на третьем образован герметичный карман для установки устройства, исследующего характеристики среды межтрубного пространства, а также манометр для контроля давления в данном кармане.

Сущность изобретения поясняется далее. По изменению давления в межтрубном пространстве с помощью манометра определяют наличие пропуска в газопроводе, а с помощью газоанализатора определяют наличие или отсутствие загазованности среды межтрубного пространства, и по данному факту соответственно определяют источник пропуска: либо при наличии загазованности межтрубного пространства - утечку газопровода, либо при отсутствии загазованности, соответственно факт негерметичности внешней защитной части газопровода - футляра.

Для этих целей на береговой части перехода установлен запорно-регулировочный узел, соединенный с межтрубным пространством газопровода через крестовину, образующую три ответвления, на одном из которых установлен манометр для определения изменения давления в межтрубном пространстве, на другом - свеча рассеивания для стравливания избытков сред межтрубного пространства, например, стравливания газа в случае его утечки, на третьем образован герметичный карман для установки устройства, исследующего характеристики среды межтрубного пространства, например, газоанализатора. Герметичный карман образован патрубком с фланцем, ограниченным с одной стороны запорно-регулировочной арматурой, с другой стороны заглушкой с ниппелем. Также на данном ответвлении установлен манометр для контроля давления в герметичном кармане.

На фиг. 1 изображена схема перехода газопровода через преграду - водный объект (дюкер). На схеме изображены:

1 - Преграда (водный объект);

2 - Футляр;

3 - Внутренний газопровод;

4 - Межтрубное пространство;

5 - Оголовок (входной / выходной).

С целью исключения механических повреждений, динамических воздействий, а также предохранения их от коррозии, ведущей к сокращению срока службы и предотвращению техногенных происшествий, газопроводы прокладывают через преграды 1 в защитных сооружениях - дюкерах, таким образом, что пространство между внешней защитной частью - футляром 2 и находящимся внутри газопроводом 3, является замкнутым и герметичным.

При пересечении водных преград входные и выходные оголовки 5 дюкера размещаются на береговой линии выше максимального уровня водданной водной преграды. Герметичность межтрубного пространства между футляром 2 и газопроводом 3 может осуществляться, к примеру, разного рода манжетами.

На фиг. 2 изображена схема устройства контроля герметичности переходов через преграды. На схеме изображены:

6 - Патрубок с фланцем;

7 - Крестовина;

8 - Запорно-регулировочная арматура (ЗРА);

9 - Манометр;

10 - Запорно-регулировочная арматура;

11 - Обратный клапан;

12 - Свеча рассеивания;

13 - Запорно-регулировочная арматура;

14 - Ответный патрубок с фланцем;

15 - Уплотнительное кольцо с решеткой;

16 - Заглушка с ниппелем;

17 - Тройник;

18 - Запорно-регулировочная арматура;

19 - Манометр;

20 - Запорно-регулировочная арматура;

Устройство контроля герметичности переходов через преграды представляет собой запорно-регулировочный узел, установленный на береговой части перехода таким образом: на внешних образующих входных и выходных оголовков (5) дюкера устанавливают сварным, резьбовым или иным способом патрубок с фланцем (6), таким образом, чтобы полость межтрубного пространства (4) сообщалась с полостью патрубка с фланцем (6). С торцевой части патрубка с фланцем (6) установлена крестовина (7), образующая три ответвления.

На одном из ответвлений крестовины (7) через ЗРА (8) установлен манометр (9), предназначенный для определения изменения давления в межтрубном пространстве (4). Поступление измеряемой среды из межтрубного пространства (4) к манометру (9) регулируется ЗРА (8).

На другом ответвлении крестовины (7) через ЗРА (10) и обратный клапан (11) установлена свеча рассеивания (12), которая предназначена для стравливания избытков сред, образующихся в межтрубном пространстве (4) при технологических операциях и в аварийных ситуациях. Свеча рассеивания (12) подключена через обратный клапан (11) с ЗРА (10).

На третьем ответвлении крестовины (7) образован герметичный карман для установки устройства, исследующего характеристики среды межтрубного пространства (4), например, газоанализатора. Герметичный карман образован ответным патрубком с фланцем (14), ограниченным с одной стороны ЗРА (13), с другой стороны заглушкой с ниппелем (16). Газоанализатор устанавливается в ответный патрубок с фланцем (14) для замера загазованности среды, создающей давление в межтрубном пространстве (4).

Уплотнение между ЗРА (13) и патрубком с фланцем (14) осуществляется уплотнительным кольцом с решеткой (15). Уплотнительное кольцо с решеткой (15) также служит для предотвращения падения газоанализатора или иного прибора, устанавливаемого в ответный патрубок с фланцем (14), в межтрубное пространство (4). Заглушка с ниппелем (16) служит для закрытия и герметизации ответного патрубка с фланцем (14) при проведении в нем исследований среды, создающей давление в межтрубном пространстве (4).

Далее, на заглушку с ниппелем (16) устанавливается тройник (17), который предназначен для осуществления вспомогательных операций при замере параметров сред, создающих давление в межтрубном пространстве (4).

На одном из ответвлений тройника (17) устанавливается запорно-регулирующая арматура (18), предназначенная для контроля поступления измеряемой среды из межтрубного пространства (4) к манометру (19). Манометр (19) предназначен для контроля параметров давления в герметичном кармане, образованном патрубком с фланцем (14).

На другом ответвлении тройника (17) установлена запорно-регулирующая арматура (20), предназначенная для регулирования процесса стравливания исследуемой среды из герметичного кармана, образованного патрубком с фланцем (14).

Стоит отметить, что в процессе использования технического решения, также происходит учет и контроль температур: окружающей среды, водного объекта и среды межтрубного пространства, и на основе совокупности полученных данных строят аппроксиомы и изохоры, из графиков которых судят по косвенным признакам о целостности футляра, находящегося в нем газопровода, и в целом о дюкере.

Кроме того, данное изобретение может использоваться не только для контроля герметичности переходов через преграды, но и для иных технологических операций, связанных с эксплуатацией, обслуживанием и ревизией переходов газопроводов, дюкеров, футляров и т.п.

Пример реализации технического решения. В процессе планового осмотра узлов подводного перехода через реку производится использование способа и устройства контроля герметичности переходов через преграды таким образом.

После открытия ЗРА (8) обслуживающим персоналом на манометре (9) обнаружено превышение давления выше атмосферного, причем значение давления близко к гидростатическому давлению столба жидкости в осматриваемой реке с учетом максимальной глубины пересечения водной преграды дюкером.

Затем выполнено снятие заглушки с ниппелем (16), газоанализатор помещен в ответный патрубок с фланцем (14). Выполнены монтаж и действия по герметизации заглушки с ниппелем (16) относительно ответного патрубка с фланцем (14). После чего, открывают ЗРА (13) с целью поступления из межтрубного пространства (4) среды, являющейся причиной повышения давления на манометре (9). Производится ожидание выравнивания давления на манометрах (9) и (19). Затем закрывают ЗРА (13) с целью отсечения ответного патрубка с фланцем (14) от межтрубного пространства (4), и герметизации его полости. Производится открытие ЗРА (20) с целью стравливания параметров измеряемой среды, при этом процесс стравливания контролируется манометром (19). Стравливание осуществляется до атмосферного давления. Далее демонтируется заглушка с ниппелем (16), извлекается газоанализатор из ответного патрубка с фланцем (14) и осуществляется визуальный контроль показаний газоанализатора.

Случай 1: в случае показаний манометром (9) давления выше или близкого к гидростатическому столбу жидкости уровня максимального залегания дюкера и показаний газоанализатора, не свидетельствующих о загазованности среды, с уверенностью можно сделать вывод о нарушении герметичности футляра (2) дюкера.

Случай 2: в случае показаний манометром (9) давления выше или близкого к гидростатическому столбу жидкости уровня максимального залегания дюкера или близкого к рабочему давлению газопровода, уложенного в футляр и показаний газоанализатора, свидетельствующих о загазованности среды, с уверенностью можно сделать вывод о нарушении герметичности газопровода.

Группа изобретений относится к области строительства и эксплуатации трубопроводов, в частности газопроводов. Конкретнее изобретение относится к методам контроля за безопасной эксплуатацией, состоянием целостности и герметичности дюкера или футляра, а также находящихся в них трубопроводов. Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение качества и информативности при контроле за безопасной эксплуатацией переходов трубопроводов через преграды, а также расширение эксплуатационного функционала контроля переходов. Способ контроля герметичности переходов через преграды заключается в том, что по изменению давления в межтрубном пространстве с помощью манометра определяют наличие утечки в трубопроводе, а с помощью газоанализатора определяют наличие или отсутствие загазованности среды межтрубного пространства, и по данному факту соответственно определяют источник утечки. Устройство контроля герметичности переходов через преграды представляет собой запорно-регулировочный узел, соединенный с межтрубным пространством трубопровода через крестовину, образующую три ответвления. На одном ответвлении установлен манометр для определения изменения давления в межтрубном пространстве, на другом расположена свеча рассеивания для стравливания избытков сред межтрубного пространства, на третьем образован герметичный карман для установки устройства, исследующего характеристики среды межтрубного пространства, а также манометр для контроля давления в данном кармане. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ контроля герметичности переходов через преграды, заключающийся в том, что контроль герметичности перехода газопровода через преграду, выполненного по схеме «труба в трубе», осуществляют за счет контроля изменения давления в межтрубном пространстве с помощью манометра, установленного в соответствующем запорно-регулировочном узле на береговой части перехода, после чего газоанализатором, устанавливаемым извне в герметичный карман запорно-регулировочного узла, связанного с межтрубным пространством, определяют характеристики загазованности среды межтрубного пространства, по которым делают вывод о характере повреждения газопровода.

2. Устройство контроля герметичности переходов через преграды, выполненных по схеме «труба в трубе», представляет собой запорно-регулировочный узел, установленный на береговой части перехода, соединенный с межтрубным пространством газопровода через крестовину, образующую три ответвления, на одном из которых установлен манометр для определения изменения давления в межтрубном пространстве, на другом расположена свеча рассеивания для стравливания избытков сред межтрубного пространства, на третьем образован герметичный карман для установки устройства, исследующего характеристики среды межтрубного пространства, а также манометр для контроля давления в данном кармане.