Способ ремонта трубопровода и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК F16L55/18 

Изобретение относится к эксплуатации трубопроводов и может быть использовано для ремонта их внутренней поверхности.

Цель изобретения - повышение скорости ремонта трубопровода без его опорожнения и прекращения функционирования.

На фиг. 1 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа на прямолинейном участке трубопровода; на фи 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг, 4 - эластичньй контейнер с трубопроводами управления и подачей ремонтного раствора и ускорителя отверждения ремонтного раствора; на фиг. 5 - схема ступени управления устройcTBOMj на фиг 6 - устройство для осуществления предлагаемого способа на криволинейном участке трубопровода; на фиг. 7 - разрез , В-В на фиг. 6; на фиг. 8 - разрез Г-Г на фиг. 6; на фиг. 9 - схема технологических отводов.

Устройство состоит из размешенного в трубопроводе , имеющего трещины 2, каверны 3. вымытые затрубные пустоты 4, средства нанесения на внутреннюю стенку трубопровода ремонтного раствора и ускорителя отверждения ремонтного раствора, которое выполнено в виде расположенных на эластичном полом корпусе 5 зондов 6-8 с надувными камерами 9-13 и установленных между ними гофрированных эластичных контейнеров 14-17, имеющих внутреннюю оболочку 18, и манжетного уплотнения 19, закрепленного на конечном контейнере 17. Контейнеры 14 и 16 заполнены ремонтным раствором 20 (фиг, 1), 20а и 206 (фиг. 2) - волнообразные полосы ремонтного раствора 20, 20в (фиг. 3) - пленочный слой смеси ремонтного раствора 20 с жидким ускорителем 21 отверждения ремонтного раствора 20, 20г - кольцевой слой ремонтного раствора на внутренней стенке трубопровода 1. Контейнеры 15 и 17 заполнены жидким ускорителем 21 отверждения ремонтного раствора 20. Полости внутренних оболочек 18 контейнеров 14-17 сообщены с трубопроводом 22 (фиг.4) , который раз10

15

ством. На корпусе 36 закреплены эластичные лепестки 37 (фиг. 5) с датчиками 38 радиального перемещения, соединенных токопроводом 39 с блоком 40 управления, размещенном в корпусе 36 блока системы управления устройством. На корпусе 36 блока системы управления (фиг. 5) на подпружиненных рычагах (не показано) закреплены колеса 41 с датчиком 42 продольного перемещения, соединенным токопроводом 43 с блоком 40 управления, который соединен с блоком 44 питания. К блоку 40 управления подсоединены токопро- воды 33,45,46 и 47. В корпусе 36 блока системы управления смонтирован

мещен внутри устройства по всей его дли- рессивер 48, который соединен с тру

ством. На корпусе 36 закреплены эластичные лепестки 37 (фиг. 5) с датчиками 38 радиального перемещения, соединенных токопроводом 39 с блоком 40 управления, размещенном в корпусе 36 блока системы управления устройством. На корпусе 36 блока системы управления (фиг. 5) на подпружиненных рычагах (не показано) закреплены колеса 41 с датчиком 42 продольного перемещения, соединенным токопроводом 43 с блоком 40 управления, который соединен с блоком 44 питания. К блоку 40 управления подсоединены токопро- воды 33,45,46 и 47. В корпусе 36 блока системы управления смонтирован

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть эффективно использовано для восста новления герметичности, механической прочности, проводимости действующих и заброшенных трубопроводов, для устранения порывов водопроводов без прекращения водоподачи, для антикоррозионной защиты трубопроводов. В целях повышения скорости ремонта трубопровода без его опорожнения и прекращения функционирования облицовочный слой наносится смешиванием ускорителя отверждения с оснонпым раствором по поверхностям устойчивого состояния раствора и нанесенный слой выдерживается в объеме ускорителя отверждения до приобретения способности вступать в контакт с транспортируемой средой. Операции по нанесений облицовочного слоя осуществляются автономным снарядом по заданной программе, снаряд и его приспособления работают на энергии транспортируемой среды. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 9 ил.

не и соединен с источником сжатого воздуха (не показано). В полости контейнеров 14-17 расположен гибкий трубопровод 23, который сообщен посредством отводов 24 с надувными камерами 9-13 и с источником сжатого воздуха. В полости зонда 6 смонтирован трубопровод 25, сообщенный с полостью эластичного дросселя 26, закрепленного на эластичном полом корпусе 5. Зонды 6-8 соединены между собой посредством кольцевых диафрагм 27, к диафрагме 27 прикреплен гибкий трубопровод 28. На надувной камере 11 зонда 8 закреплены профильные П- образные пластины 29, имеющие каналы полости надувных камер 10,12 и 13 сообщены с гибким трубопроводом 23, полость камеры 11 сообщена с трубопроводом 30, диафрагмы 27 сообщены с гибкими трубопроводами 31. В полость между зондом 8 и контейнером 1 введен отвод 32 от трубопровода 28. Полости контейнеров 14 и 16 сообше- ны с трубопроводами 31, полости контейнеров 15 и 17 сообщены с трубопроводами 28. В полости контейнеров 14- 17 размещен трубопровод 22 для подачи ремонтного раствора 20 и жидкого ускорителя 21 отверждения ремонтного раствора и токопрозод 33. В корпусе контейнеров имеются монтажные окна 34. Манжетное уплотнение 19 закрепленное на контейнере 17, соединено с трубопроводом 23, а в его юбочной полости смонтирован электромагнитный кран 35 (фиг. 26), соединенный с токопроводом 33 и с трубопроводом 22, Трубопроводы 23, 25 и 30 и токопровод 33 введены в корпус 36 блока системы управления устрой

бопроводами 23, 25 и 30 через электро- магнитные клапаны 49-51, а они соединены с токопроводами 45-47. Трубопровод 1 (фиг. 6) снабжен путевыми задвижками 52 и 53, отводами 54 и задвижками 55. За задвижкой 52 в трубопровод 1 врезан технологический отвод 56 с задвижкой 57, а за ней смонтирован отвод 58, соединенный со - стартовой трубой 59. В стартовой трубе 59 смонтированы вводы 60 и 61 с запорной арматурой. К стартовой трубе 59 подсоединен трубопровод 62 с . задвижкой 63 от отвода 54, который соединен с одним из отводов 61 посредством задвижки 55. С противоположной стороны в стартовую трубу 59 врезан отвод 64 с задвижкой 65. Перед путевой задвижкой 53 в трубопровод 1 врезан технологической отвод 66 с задвижкой 67 и ловушкой 68.

Ремонт трубопровода осуществляют следующим образом.

5

0

5

В блок 40 управления закладывается программа движения устройства для ремонта трубопровода 1 в плавсостоянии вращающихся контейнеров 14-17 в потоке воды. При этом поток воды, обтекая устройство для ремонта трубопровода по наружным поверхностям, движется по кольцевой щели, создавая перепад давления вдоль длины устройства. Перепад давления вдоль устройства, кольцевое сечение, образованное трубопроводом 1 и профильными П- образными пластинами 29, а также сечение эластичного дросселя 26, определяют объем водоподачи для определенного режима движения устройства для ремонта трубопровода 1.

В стартовой трубе 59 смонтированы все узлы устройства таким образом, чтобы камеры зондов 9,10,12 и 13 соединяли полость диафрагм 27 трубопроводов 28 с вводами 60, а полости между камерами зондов 10,11 и 13 и надувным манжетным уплотнением 19 соединялись с полостью вводов 61 Через отвод 64 блоку 40 передается команда на заполнение всех камер зондов сжатым воздухом. Блок 40 через токопроводы 46 и 47 открывает электромагнитные краны 50 и 57 и сжатый воздух от рессивера 48 через трубопроводы 23 и 30, поступает в камеры зонд 9-13 ив надувное манжетное уплотнение 19 камеры раздуваются и прижимаются к поверхности стартовой трубы 59. Пр этом давление в камере 11 таково,, что каналы профильных пластин 29 плотно перекрыты.

Выход из электромагнитного крана .35 подсоединен к источнику сжатого воздуха, открывается кран 35 и в трубопровод 22 подается сжатый воздух, который поступая в полости между корпусом 5 и оболочками 18 контейнеров 14-17, раздувает оболочки 18 и выдавливает воздух из полостей контейнеров, выход из крана 35 отсоединяется от источника сжатого воздуха, кран 35 остается в положении Открыто. К вводам 60 подсоединяют рукава от емкостей с ускорителем, 21 отверждения раствора и закачивают его в контейнеры 15 и 17. К вводам 61 подсоединяются рукава, например, от автобетоносмесителей типа СБ-92-4.0 и в контейнера 14 и 16 закачивают ремонтный раствор 20. Электромагнитный кран 35 закрывается Подается команда блоку 40 о сбросе воздуха из камер 9-13 зондов и из надувного манжетного уплотнения 19. Блок 40 управления через токопроводы 46 и 47 закрывает клапаны 50 и 51, перекрывает входы от рессивера 48 в трубопроводы 23 и 30 и соединяет их полости с полостью корпуса 36 блока системы управления устройством для ремонта трубопровода, сжатый воздух сбрасывается из полостей зондов и трубопроводов в полость корпуса 36, а из нее, через клапан сброса (не показано) в полость стартовой трубы 59.

Перекрывается запорная арматура н вводах 60 и 64, открываются задвижки

5

5

55s63 и 57. Вода из трубопровода 1 по отводам 54 и 56 заполняет полость стартовой трубы 59, прикрывается задвижка 52 и все устройство в сооре выталкивается водой из стартовой трубы 59 через задвижку 57 в полость трубопровода 1, задвижки 55 и 57 закрываются, задвижка 52 открывается полностью, устройство движется по трубопроводу 1. Блок 40 управления получает информацию о скорости движения от датчиков 42 продольного перемещения колес 41 через токопровод 43 и поддерживает заданную скорость движения, управляя через токопровод 45 электромагнитным клапаном 49, изменяя давление сжатого воздуха в трубопроводе 25 и полости эластичного дросселя 26 с помощью рессивера 48 и через токопровод 46 клапаном 51, изменяя давление в полости камеры зонда 11, изменяя силы трения профильных пластин 29 о тело трубопровода 1.

Камеры зондов 9,10, 12 и 13 и надувного манжетного уплотнения 19, контейнеров 14-17 с ремонтным раствором 20 и с ускорителем 21 отверждения перемещаются с зазором от трубопро0 вода 1 и по винтовой линии, так как поток воды, проходя через профильные пластины 29 создает момент вращения, при этом раствор 20 постоянно перемешивается (вращающийся растворосме- ситель).

При движении по трубопроводу 1 устройство также движется по винтовой линии за счет жесткости на скручивание трубопроводов 23,25 и 30, между

0 корпусом 5 и корпусом 36 блока системы управления, эластичные лепестки 37, скользя по поверхности трубопровода 1 с помощью датчика 38 радиальных перемещений токопровода 39, пе5 редают в блок 40 управления информацию о сечении трубопровода 1 вдоль всей его длины.

По информации датчики 42 продольного перемещения через токопровод 43,

Q блок 40 управления изменяет режим работы устройства, открываются электромагнитные клапаны 50 и 35. Сжатый воздух из рессивера 48 через клапан 50 поступает в трубопровод 23 и эа5 полняет камеры 9,10,12 и 13 и эластичное надувное манжетное уплотнение 19, камеры расширяются, поверхности камер и уплотнения вступают в контакт с трубопроводом 1, сопротивление дви-

5

71

жению устройства возрастает Блок 40 управления, изменяя давление воздуха в трубопроводе 25, эластичным дрос- селем 26 устанавливает заданную программой скорость перемещения устройства в режиме нанесения облицовочного слоя ка внутреннюю поверхность трубопровода 1, устанавливая соот

телем 21 отверждения, поступающего через трубопровод 28 и окна 34 в п лость за камерой 13 до манжетного

ветствующее сечение дросселя 26. Дав- ,0 уплотнения 19, образует кольцевой

слой 20# ускоренного отверждения раствора.

ление воды перед надувным манжетным уплотнением 19 повышается, а за уплотнением падает. Вода через кран 35 поступает в трубопровод 22 заполняет полости между корпусом 5 и эластичными оболочками 18 контейнеров 14-17, повышает давление в контейнерах и оболочки 18 выдавливают жидкий ускоритель 21 отверждения по трубопроводу 28 через диафрагмы 27 в полость между камерами 9 и 10 зондов и в полость за камерой 13. Одновременно по трубопроводам 31 выдавливается ремонтный раствор 20 в полость между кмерами 10-13. Ускоритель 21 отвержде ния, находящийся в полости между камерами 9 и 10, смачивает поверхность трубопровода 1, заполняет трещины 2, каверны 3, проникает в затрубные пустоты 4 и контактирует с водой на поверхности вводов 54, перекрытых задвижками 55. Ремонтный раствор 20, поступая в полость между камерами 10 и 11, размазывается по поверхности трубопровода 1, заполняет трещины 2, каверны 3, затрубные пустоты 4 скользит по слою воды в отводах 54, вступает в контакт с ускорителем 21 отверждения, образуя зоны ускоренного отверждения ремонтного раствора, профильные пластины 29 на камере 11, перемещаясь вдоль трубопровода 1, формируют волнообразный слой раствора 20а и 206 и он вступает в контакт ;С ускорителем 21 отверждения, посту- пающим от трубопровода 28 через отвод 32 в полость за пластинами 29 до камеры 12. На этом участке ускоритель 21 отверждения, взаимодействуя с ремонтным раствором 20, образует профильный слой быстротвердеющего состава 20 Ремонтный раствор 20Э поступающий из контейнера 16 через трубопровод 31 в полость между камерами 12 и 13, заполняет нанесенный ранее волнообразный, профиль (фигс 1 к 7) до кольцевогоs смешивается со слоями ускорителя 21 отверждения на всей волнообразной поверхности, обра

8

зует поверхности быстротвердеющего раствора.

В свою очередь, нанесенный коль1 евой слой 20 г по внутренней поверхности, вступает в контакт с ускорителем 21 отверждения, поступающего через трубопровод 28 и окна 34 в полость за камерой 13 до манжетного

уплотнения 19, образует кольцевой

уплотнения 19, образует кольцевой

слой 20# ускоренного отверждения раствора.

За время прохождения пути от камеры 13 до манжетного уплотнения 19 слой 20$ отвердевает до устойчивого состояния к воздействию потока воды в трубопроводе 1 за манжетным уплотнением. 19, ранее нанесенные слои, зоны и поверхности ускоренного отверждения образуют развитую устойчивую форму облицовочного слоя по всей его толщине.

Нанеся облицовочный слой на определенной длине трубопровода 1, отмеренной колесами 41 по показателям датчика 42,блок 40 управления отключа™ , ет все камеры 9-13 зондов 6-8 от рес- сивера 48 и сообщает полость трубопровода 1 через клапаны 49-51 с полостью корпуса 36 и через клапан сброса (не показано) воздух выбрасывается в полость трубопровода 1 в поток воды, закрывает кран 35 оболочки контейнеров, камеры зондов сужаются и устройство пер еходит в режим плав состояния вращающихся контейнеров, В этом режиме движения устройство входит в отвод 64, открывается задвижка 65 и устройство вдавливается потоком воды в ловушку 68, задвижюа 67 закрывается, водоподача в трубопроводе 1 увеличивается до плановой. Устройство извлекается из ловушки 68, разбирается на составные части для транспортировки и последующего мон

5

тажа в стартовой трубе 59. Формула изобретения

раствора поверхность трубопровода смачивают ускорителем отверждении раствора, затем на нее наносят слой ремонтного раствора волнообразного профиля продавливанцем его в обьем ускорителя отверждения через каналы, образованные поверхностью трубопровода и зондом, который перемещают вдоль трубопровода транспортируемой средой, нанесенный слой ремонтного раствора выдерживают в объеме ускорителя отверждения до образования устойчивой поверхности слоя ремонтного раствора, затем впадины слоя волнообразного профиля заполняют новой порцией ремонтного раствора до образования сплошного кольцевого слоя, поверхность последнего выдерживают в объеме ускорителя до образе- вания устойчивого покрытия.

бопровод и выводят из него через па- раллельно подключенные к трубопроводу технологические отводы.

с источником сжатого воздуха, и выполнено в виде равноценных лц эластичном полом корпусе -эонДпп г t auvn- ными камерами и установленных между ними эластичных контейнеров с внутренними оболочками и манжетного уплотнения, закрепленного на хвостовом контейнерг, при этом одни ит контейнеров заполнены ремонтньм раствором, другие - ускорителем отиерждрния ремонтного раствора, полость контейнеров сообщена посредством гибких труб с зондами9 а полости внутренних оболочек контейнеров сообщены г трубопроводом, соединенным с источником сжатого воздуха, который рл «мощен внутри устройства по всей его длине.

J5

гг

Its

1

ч

И

м

#-:

3620

23

33

13

17

фиаб

Ј-В

п

г-г

21

фи.9