Утяжелитель трубопровода Советский патент 1993 года по МПК F16L1/06 

Предлагаемое изобретение относится к строительству трубопроводов и может быть использовано при безтраншейной прокладке газопроводов большого диаметра по дну пересекаемых водоемов: рек, водохранилищ, а также на морском шельфе.

Целью предлагаемого изобретения является улучшение условий эксплуатации подводного трубопровода при размыве грунта под ним.

На фиг.1 схематически изображен пред- . лагаемый утяжелитель подводного трубопровода (поперечное сечение); на фиг.2 - схема участка подводного трубопровода с утяжелителем в виде сосредоточенной массы при размыве грунта под ним (продольное сечение); на фиг.З - его расчетная схема; на фиг.4 - схема участка подводного трубопровода в продольном сечении с предлагаемым утяжелителем в виде гирлянды грузов, присоединенных к трубопроводу через упруго- демпфирующие элементы; на фиг.5 - его расчетная схема.

На трубопроводе 1 жестко закреплен хомут 2. С хомутом 2 через упругодемпфирующие элементы 3 соединены балластные блоки, выполненные в виде гирлянд из отдельных грузов 4, размещенных на грунте равномерно по обе стороны трубопровода 1 поперек его оси. Все составные части предлагаемого утяжелителя соединены между собой отрезками стального троса, или цепи 5,

После укладки на дно реки трубопровода 1, поперек него укладывают соединенные с хомутом 2 тросами 5 упругодемпфирующие элементы 3 и соединенные с ними, тросами 5 бетонные грузы 4 гирлянды.

Предлагаемый утяжелитель работает следующим образом.

При размыве грунта под трубопроводом (а также размывы нередко имеют место в практике эксплуатации подводных трубопроводов, что может быть подтверждено (например, прилагаемой копией акта), образуется зона размыва,. показанная на

ё

со

О

о

ю ю

фиг.2 для утяжелителя со сосредоточенной массой и на фиг.4 для предлагаемого.

При этом грузы 4 гирлянды не дают трубопроводу всплыть, удерживают его на месте, а упругодемпфирующие элементы 3, через которые грузы 4 связаны с трубопроводом 1, выполняют роль дополнительной упругопо- датливой связи (см. фиг.5), гасящей колебания трубопровода и снижающей таким образом вероятность усталостных разрушений (см. ниже).

Выполнение утяжелителя в виде гирлянды грузов, а не в виде одного блока или по одному с двух сторон, имеет то преимущество, что практически исключает размыв грунта под грузами - под одним грузом такой размыв (и как следствие, неравномерная механическая нагрузка на трубопровод в этом месте) возможен, под гирляндой невозможен; более того, каждый груз в гирлянде оказывается с течением времени замытым грунтом, причем, чем дальше от трубопровода, тем сильнее замыт, заилен бетонный блок.

Таким образом выполнение балластных блоков в виде гирлянды из отдельных грузов, размещенных на грунте равномерно по обе стороны трубопровода поперек его оси, решает поставленную задачу - улучшение условий эксплуатации подводного трубопровода при размыве грунта под ним.

Кроме того, утяжелитель в виде гирлян ды грузов позволяет уменьшить габариты единичных грузов, что облегчает монтажные работы.

Течение воды в реке не является равномерным. Неравномерное давление потока воды вызывает поперечные колебания трубопровода, играет роль вынуждающей силы. Частота этой вынуждающей силы переменна и практически невелика. С точки зрения условий эксплуатации подводного трубопровода опасен резонанс (совпадение частот) этой силы с собстЁенными колебаниями. Он ведет к усталостным разрушениям. Частота собственных колебаний трубопровода, как балки постоянного сечения, зависит от длины пролета (в данном случае длины зоны размыва), от видов закрепления

и пр. и бывает, как показывает расчетная практика, обычно больше частоты вынуждающей силы.

Дополнительная упругоподатливая связь (см. фиг,5) в предлагаемом изоорете- нии в результате соединения грузов 4 утяжелителя с хомутом 2 балластируемого трубопровода 1 через упругодемпфирующие элементы 3 повышает собственную ча- стоту колебаний примерно в 3 раза, тем самым отодвигает область резонанса, т.е. улучшает условия эксплуатации подводного трубопровода при размыве грунта под ним.

Упругодемпфирующие элементы вы

полнены в виде пружин тарельчатого типа,

отличительной .особенностью которых является большая энергоемкость, размещенных в цилиндрическом корпусе.

Грузы утяжелителя изготавливаются из

бетона и выполняются одного размера.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемого утяжелителя для газопровода диаметром 530 мм на подводном переходе через реку Енисей составляет

примерно 250 тыс.руб, на 1 км подводного трубопровода или2,5 тыс.руб. на 1 шт. Предполагается иметь гирлянду из пяти грузов с каждой стороны при расчетной скорости течения воды 1,5 м/с.

Формула изобретения

1. Утяжелитель трубопровода, содержащий симметрично расположенные относительно оси уложенного на грунт трубопровода

протяженные балластные блоки, соединенные гибкими перемычками с закрепленным на трубопроводе хомутом, отличающий- с я тем, что балластные блоки выполнены в виде гирлянды грузов, размещенных на

грунте поперечно трубопроводу и соединенных с хомутом через упругодемпфирующие элементы.

2. Утяжелитель по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- ся тем, что упругодемпфирующие элемен- ты выполнены в виде размещенных в цилиндрическом корпусе тарельчатых пружин,

3. Утяжелитель по п.1, о т л и ч а ю щ и й- ся тем, что грузы выполнены одного размера.

11

Использование: при бестраншейной прокладке газопроводов большого диаметра по дну пересекаемых водоембв. Сущность изобретения: симметрично расположенные относительно оси уложенного на грунт трубопровода протяженные балластные блоки соединены гибкими перемычками с закрепленными на трубопроводе хомутом. Балластные блоки выполнены в виде гирлянды грузов, размещенных на грунте поперечно трубопроводу и соединенных с хомутом через упругодемпфирующие элементы. Упругодемпфирующие элементы выполнены в виде размещенных в цилиндрическом корпусе тарельчатых пружин. Грузы выполнены одного размера. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.