устройство для запуска и приема поточных снарядов при эксплуатации трубопровода

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПУСКА И ПРИЕМА ПОТОЧНЫХ СНАРЯДОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТРУБОПРОВОДА, содержащее камеры запуска и приема поточных снарядов, имеющие со стороны их присоединения к трубопроводу горловины и концевые затворы на свободных концах, и гибкий тяговый орган с лебедкой, отличающееся тем, что горловина камеры запуска снабжена отводным патрубком и установленным в нем и частично в горловине съемным кронштейном, имеющим направляющие ролики и упор, являющийся частью кронштейна, расположенной в горловине, с отверстием для протягивания гибкого тягового органа, связанного с механизмом зацепления при запасовке поточных снарядов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм зацепления выполнен в виде двух коаксиальных цилиндров, внутренний из которых соединен с гибким тяговым органом и выполнен с торцевым упором и проточками, в которых установлены подпружиненные штоки с возможностью взаимодействия с наружным цилиндром через кольцевую проточку, выполненную на внутренней поверхности наружного цилиндра или с головкой штыря поточного снаряда, входящей в осевое отверстие внутреннего цилиндра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике эксплуатации магистральных трубопроводов и может быть использовано в газовой и нефтяной промышленности для запуска в трубопровод и извлечения из него средств дефектоскопии, очистных элементов и других поточных снарядов.

Известно устройство для запуска и приема тел, содержащее камеры запуска и приема, имеющие каждая неподвижный лоток со средствами установки его по высоте для соосного соединения с трубопроводом, подвижный лоток с роликами и трособлочную систему, при этом конец неподвижного лотка, следующий для связи с трубопроводом, и концевой участок подвижного лотка выполнены в виде патрубков, связанных между собой посредством трособлочной системы, имеющей средство для горизонтального перемещения подвижного лотка, причем передний торец подвижного лотка снабжен крышкой и уплотнительным элементом, диаметр которого равен диаметру камеры запуска [1]

Одним из недостатков устройства является сложность конструкции, обусловленная наличием средств для плотной установки запускаемого тела в подвижном лотке, для фиксации принимаемого тела в подвижном лотке, для перекрытия потока жидкости при запуске тела.

Кроме того, устройство может быть использовано только для односекционных поточных снарядов, так как при увеличении габаритов подвижного лотка по длине устройство в целом будет громоздким, потребует большей производственной площади и повышенных энергетических затрат на перемещение лотка и снаряда.

Известно также устройство для запуска очистных элементов и разделителей в трубопровод, содержащее камеры запуска и приема, снабженные каждая концевым затвором, выдвижным лотком, тележкой с приводом, гибким тяговым органом и толкателем для запасовки очистных элементов и разделителей. Устройство снабжено также дополнительным гибким тяговым органом, один конец которого закреплен на толкателе, а другой выполнен в виде петли, лоток снабжен поворотным рычагом, тележка имеет переставную вилку, а гибкий тяговый орган снабжен механизмом зацепления с выдвижным лотком [2]

Недостатком известного устройства является сложность конструкции и то, что оно не обеспечивает запуск диагностических поточных снарядов, состоящих из несколько шарнирно соединенных секций сложной конструкции и разной длины (3-7,5 м и более). Перемещение поточного снаряда в камеру запуска осуществляется толкателем, воздействующим на торец хвостовой части поточного снаряда, что практически невозможно при запасовке шарнирно соединенного поточного снаряда.

Кроме того конструкция устройства громоздка и металлоемка, что обусловлено необходимостью обеспечения устойчивости подвижного лотка, тележки, толкателя во избежание их опрокидывания при перемещении поточного снаряда. Большая металлоемкость устройства требует и значительных энергетических затрат при эксплуатации.

Для упрощения конструкции, расширения технологических возможностей, снижения металлоемкости и энергозатрат в устройстве для запуска и приема поточных снарядов при эксплуатации трубопровода, содержащем камеру запуска и приема поточных снарядов, имеющие со стороны их присоединения к трубопроводу горловины и концевые затворы на свободных концах, и гибкий тяговый орган с лебедкой, согласно изобретению, горловина камеры запуска снабжена отводным патрубком и установленным в нем и частично в горловине съемным кронштейном, имеющим направляющие ролики и упор, являющийся частью кронштейна, расположенной в горловине, с отверстием для протягивания гибкого тягового органа, связанного с механизмом зацепления при запасовке поточных снарядов, причем механизм зацепления выполнен в виде двух коаксиальных цилиндров, внутренний из которых соединен с гибким тяговым органом и выполнен с торцевым упором и проточками, в которых установлены подпружиненные штоки с возможностью взаимодействия с наружным цилиндром через кольцевую проточку, выполненную на внутренней поверхности наружного цилиндра, или с головкой штыря поточного снаряда, которая входит в осевое отверстие внутреннего цилиндра. Наружный цилиндр одним торцом взаимодействует с торцевым упором внутреннего цилиндра, а другим с упором съемного кронштейна.

Отличительные признаки предлагаемого устройства являются существенными, так как все вместе они позволяют осуществить перемещение поточного снаряда в трубопровод путем втягивания его за головную секцию, что обеспечивает запуск диагностических поточных снарядов, состоящих из нескольких шарнирно соединенных секций.

В предлагаемом устройстве исключены толкатель, тележка, лоток, дополнительные приводы и другие средства, которыми снабжены аналогичные известные устройства. Таким образом отличительные признаки предлагаемого устройства позволят расширить его технологические возможности, упростить конструкцию, сократить металлоемкость и энергозатраты.

На фиг.1 схематически изображено устройство для запуска и приема поточных снарядов, продольный разрез; на фиг.2 механизм зацепления, продольный разрез.

Устройство для запуска и приема поточных снарядов 21 при эксплуатации трубопровода содержит камеру запуска 1 и камеру приема (не показана) с концевым затвором 2, гибкий тяговый орган, состоящий из троса 3 и полиспаста 4 с лебедкой 5, механизм зацепления, состоящий из коаксиально наружного 6 и внутреннего 7 цилиндров. В осевое отверстие внутреннего цилиндра введен штырь 8 с головкой 9, являющийся принадлежностью поточного снаряда 21. Камера запуска 1 выполнена с горловиной 10 со стороны ее присоединения к трубопроводу, снабженной отводным патрубком 11, в котором установлен съемный кронштейн 12 с направляющими роликами 13 и упором 14 с отверстием (не показано) для протягивания троса 3 гибкого тягового органа. Внутренний цилиндр 7 механизма зацепления выполнен с торцевым упором 15, стопорными шариками 16 и проточками 17, в которых установлены подпружиненные штоки 18 с возможностью последовательного взаимодействия с головкой 9 штыря 8 и наружным цилиндром 6, в котором для этого выполнена кольцевая проточка 19. Наружный цилиндр 6 взаимодействует одним торцем с торцевым упором 15 внутреннего цилиндра 7, а другим через закрепленную на нем пружину 20 с упором 14 съемного кронштейна 12. Внутренний цилиндр 7 механизма зацепления соединен с тросом 3 гибкого тягового органа.

Устройство работает следующим образом.

Открывают концевой затвор 2 камеры запуска 1. Затем через открытый отводной патрубок 11 горловины 10 к входному отверстию камеры запуска 1 протягивают трос 3 гибкого тягового органа. Для этого используют, например, шар со шнуром, который соединяют с концом троса 3. Шар со шнуром прокатывают через камеру запуска. На выходе из камеры шнур подтягивают, подтаскивая трос 3. Затем шар со шнуром отсоединяют от конца троса 3, присоединяют к нему внутренний цилиндр 7 с наружным цилиндром механизма зацепления. Наружный цилиндр 6 перемещают вдоль внутреннего цилиндра 7 до торцевого упора 15, при этом проточки 17 и 19 цилиндров 6 и 7 совместятся и штоки 18 под воздействием пружин войдут в кольцевую проточку 19 цилиндра 6. После этого штырь 8 с головкой 9, заранее присоединенный к поточному снаряду 21, вводят в осевое отверстие внутреннего цилиндра 7 до упора. Затем наружный цилиндр 6 перемещают в обратном направлении от торцевого упора 15 цилиндра 7, при этом подпружиненные штоки 18 выйдут из проточки 19 и войдут в зацепление с головкой 9 штыря 8. Стопорные шарики 16 будут удерживать наружный цилиндр 6 в заданном положении до окончания запасовки поточного снаряда.

Поточный снаряд 21 тросом 3 гибкого тягового органа перемещают в камеру запуска 1 и далее в ее горловину 10 до упирания торца цилиндра 6 механизма зацепления пружины 20 в упор 14 съемного кронштейна 12, при этом внутренний цилиндр 7 под действием троса 3 еще будет перемещаться до упирания торцевого упора 15 в торец наружного цилиндра 6. В результате чего подпружиненные штоки 18 войдут в кольцевую проточку 19 цилиндра 6 и головка 9 штыря 8 выйдет из зацепления. Механизм зацепления разомкнется. После этого съемный кронштейн 12 вместе с тросом 3 и механизмом зацепления выводят из отводного патрубка 11 горловины 10. Штырь 8 с головкой 9 остается на поточном снаряде. Отводной патрубок закрывают крышкой (не показана), а входное отверстие камеры запуска 1 закрывают концевым затвором 2, после чего поточный снаряд готов к запуску. После захода головного звена в горловину 10 поточный снаряд перемещается по трубопроводу потоком перекачиваемой жидкости или газа.

В камеру приема поточный снаряд приходит ориентированным к концевому затвору носовой частью, где находится штырь 8 с головкой 9. Изъятие поточного снаряда из камеры приема осуществляют теми же средствами, что и при запуске. Съемный кронштейн 12 устанавливают перед открытым выходным отверстием камеры приема. Трос 3 с механизмом зацепления соединяют со штырем 8 поточного снаряда 21 и посредством гибкого тягового органа поточный снаряд извлекают из камеры приема.