Устройство для герметизации трубопроводов Советский патент 1992 года по МПК F16L55/10 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, в частности к временной герметизации полости магистральных нефтегазопроводов большого диаметра.

Известно устройство для перекрытия полости трубопровода, состоящее из сообщающегося с источником рабочей среды эластичного надувного баллона, охватывающего корпус с осевым каналом, на входе которого установлен сбросной клапан. На надувном баллоне размещено поджимное устройство в виде клинообразных сегментов, соединенных между собой упругоэла- стичными перегородками, а корпус устройства выполнен конусообразной формы. При этом конусообразные сегменты поджимного средства большим основанием размещены по направлению потока, а конусообразный корпус - против направления потока перекачиваемой среды.

Известно также устройство для герметизации полости трубопровода, содержащее запорный орган, выполненный в виде цилиндрического тела с расположенными по окружности кольцевыми уплотнителями, сообщенными с рабочей средой полостью, в которых расположены поршни, Для фиксации в трубопроводе запорный орган снабжен стопорными элементами с заостренными наконечниками.

Недостатком описанных устройств является их ненадежность при перекрытии трубопровода большого диаметра, кроме того, требуется много времени на сборку и монтаж их в полости трубопровода.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство

XJ СА Ю

СЛ

ю

для герметизации внутренней полости трубопровода, представляющее собой пенопо- леуретановый цилиндр, переходящий в усеченный конус, при этом в цилиндрической части его выполнена кольцевая канавка, в которой вдоль образующей расположены диаметрально противоположно два канала (один - для ввода композиции пенополиуретана, другой - для вывода газов). Внутренняя часть цилиндра выполнена пустотелой и имеет форму конуса, основанием которого является торец цилиндра. Диаметр цилиндра меньше диаметра герметизируемого трубопровода.

Недостатком указанного устройства является недостаточная надежность, связанная с плохой адгезией композиции полипеноуретана, закачиваемого в кольцевую щель между цилиндром и внутренней стенкой трубопровода, обильно смоченной нефтью или нефтепродуктом. Отсутствие стопорных элементов у устройства также может привести к подвижке устройства при росте давления во внутренней полости трубопровода при скоплении газа или стекании нефти с повышенных участков трубопровода.

Цель изобретения - повышение надежности герметизации. Поставленная цель достигается тем, что устройство для герметизации трубопровода содержит цилиндр с зазором, установленный в трубопроводе и имеющий в средней части кольцевую канавку, и каналы, расположенные вдоль образующей цилиндра, один из концов цилиндра, обращенный к полости трубопровода, имеет конусность в сторону канавки, другой конец выполнен с кольцевой выемкой причем устройство дополнительно снабжено стопорным элементом, установленным на трубопроводе со стороны открытого конца, а зазор между стенкой трубопровода и цилиндром заполнен герме- тиком. В качестве герметика используется гель на основе высокомолекулярного полимера.

Существенным отличием предлагаемого устройства является выполнение запор- ногооргана и наличие стопорного элемента. При проведении сварочных работ, связанных с заменой поврежденных участков трубопровода, установкой запорной арматуры и т. д. необходима высокая надежность устройства для перекрытия трубы,связанная с недопущением утечек газа из полости трубопровода и предотвращением тем самым взрывоопасной обстановки. Надежность устройства определяется герметичностью перекрытия, зависящей от величины сцепляемости его со стенкой трубы и

сплошности состава, находящегося в зазоре между устройством и трубой.

Описанное выполнение запорного органа эффективно реализуется при заполне5 нии зазора между запорным органом и трубой вязкоупругим составом, обладающим нормальным напряжением сдвига (например, гелем на основе высокомолекулярного полимера).

10 Известно, что при простом сдвиге вяз- коупругих жидкостей в них возникают не только касательные напряжения, но и нормальные напряжения, перпендикулярные направлению течения жидкости. В упругих

5 щелях при деформации вязко-упругих составов нормальные напряжения вызывают расклинивающий эффект.

На чертеже представлена схема устройства.

0Устройство, помещенное в трубопровод

1, содержит запорный орган в виде цилиндра 2 диаметром меньше диаметра трубы, имеющего в средней его части кольцевую канавку 3 и каналы 4, размещенные вдоль

5 образующей цилиндра, позволяющие подавать герметизирующий состав в зазор между цилиндром и стенкой трубы. Конец цилиндра, обращенный в сторону полости 5 трубопровода, имеет конусность в сторону

0 канавки, а другой конец цилиндра выполнен с кольцевой выемкой 6. Стопорный элемент 7 установлен на трубопроводе со стороны его открытого конца. Пространство между внутренней стенкой трубопровода 1 и ци5 линдром 2 заполнено герметиком 8 гелием на основе высокомолекулярного полимера. Кольцевая выемка 6 на конце цилиндра, обращенной в сторону открытого конца трубопровода 1, является своего рода резерву0 аром для компенсации объема герметика при сдвиге цилиндра 2 до стопорного элемента 7, а конусность другого конца цилиндра 2 необходима для создания при сдвиге цилиндра 2 интенсивного расклинивающе5 го усилия в высокомолекулярном полимере. Устройство работает следующим образом.

После вырезания поврежденного участка трубопровода в трубу со стороны свобод0 ного конца вставляется цилиндр 2, затем устанавливается стопорный элемент 7 и через каналы 4 в цилиндре 2 зазор между внутренней стенкой трубы и цилиндром заполняется герметиком 8. После установки

5 устройства для герметизации трубопроводов 1 в полости 5 трубы начинает увеличиваться давление. Это связано с выравниванием остаточного после остановки и разгрузки трубопровода 1 давления или стекания нефти (нефтепродукта) из отдаленных участков трубопровода к устройству. Возникшее давление сдвигает устройство до стопорного элемента 7. Герметик 8, являющийся вязкоупругим составом, деформируется в зазоре между цилиндром и стенкой трубы, что приводит к возникновению нормальных напряжений. Сдвиг цилиндра 2 за счет давления в полости 5 трубы приводит к тому, что вязкоупругий герметик 8, перемещаясь вдоль фаски, имеющейся на конце цилиндра, обращенного к полости трубы, от большего сечения к меньшему, создает за счет возникающих нормальных напряжений значительные расклинивающие усилия, что приводит к повышению герметичности устройства. Для компенсации объема геля за счет его сжатия и создания сплошности герметика в зазоре между цилиндром и стенкой трубы используется часть герметика, находящаяся в кольцевой выемке, рас- положенной на конце цилиндра, обращенном к открытому концу трубы.

Предлагаемое устройство позволит вести ремонтные работы на трубопроводах большого диаметра под давлением, так как конструкция устройства предполагает создание расклинивающих усилий при приложении к нему давления со стороны рабочей среды, приводящих к повышению надежности устройства, недопущению утечек газа из трубы в зону проведения огневых работ. Формула изобретения

1.Устройство для герметизации трубопроводов, содержащее цилиндр, с зазором установленный в трубопроводе и имеющий в средней части кольцевую канавку и каналы, расположенные вдоль образующей цилиндра, причем зазор между стенкой трубопровода и цилиндром заполнен герме- тиком, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности герметизации, один из концов цилиндра, обращенный к полости трубопровода, имеет конусность в сторону канавки, а другой конец выполнен с кольцевой выемкой, и устройство дополнительно снабжено стопорным элементом, установленным на трубопроводе со стороны его открытого конца.

2,Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что в качестве герметика использован гель на основе высокомолекулярного полимера.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, в частности к временной герметизации полости магистральных нефтегазопроводов большого диаметра. Цель изобретения - повышение надежности герметизации. Поставленная цель достигается тем, что устройство для герметизации трубопровода содержит цилиндр с зазором, установленный в трубопроводе и имеющий в средней части кольцевую канавку, и каналы, расположенные вдоль образующей цилиндра, один из концов цилиндра, обращенный к полости трубопровода, имеет конусность в сторону канавки, другой конец выполнен с кольцевой выемкой, причем устройство дополнительно снабжено стопорным элементом, установленным на трубопроводе со стороны открытого конца, а зазор между стенкой трубопровода и цилиндром заполнен герметиком. В качестве герметика используется гель на основе высокомолекулярного полимера. 1 з. п. ф- лы, 1 ил. Ё