способ капитального ремонта подводного трубопровода

Формула изобретения

Способ капитального ремонта подводного трубопровода, отличающийся тем, что проводят водолазное обследование подводного трубопровода, устраняют провисы трубопровода, а размытые участки трубопровода с нарушенной наружной изоляцией закрывают мешками из пористого материала с цементно-песчаной смесью, для создания отрицательной плавучести подводного трубопровода осуществляют пригруз, чтобы подводный трубопровод не всплывал, проводят опорожнение и очистку трубопровода, далее на расстоянии 130-230 м от уреза воды на подводный трубопровод посредством крана, расположенного на понтоне, устанавливают шахтный колодец, из которого затем откачивают воду, а на береговом участке трубопровода и в шахтном колодце вырезают технологические окна, причем через технологическое окно на правом берегу в трубопровод заводят центробежную разбрызгивающую головку и протягивают ее до технологического окна в шахтном колодце, затем осуществляют подачу цементно-песчаной смеси внутрь корпуса приводной центробежной разбрызгивающей головки и, вытягивая ее с определенной скоростью, наносят цементно-песчаное покрытие, при этом на второй участок трубопровода длиной участка также 130-230 м от левого берега до шахтного колодца цементно-песчаное покрытие наносят аналогично, после его нанесения технологические окна заваривают, производят гидравлическое испытание и с подводного трубопровода снимают шахтный колодец.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и предназначено для восстановления работоспособности подводного трубопровода методом нанесения защитного покрытия из цементно-песчаного раствора на внутреннюю поверхность подводного трубопровода и создания наружного покрытия мешками из пористого материала с цементно-песчаной смесью для защиты трубопровода от воздействия течения и защиты участков трубопровода с поврежденной наружной изоляцией от коррозии.

Известен способ, реализуемый установкой для нанесения покрытий на внутреннюю поверхность трубы, содержащей емкость для материала, установленный под ней шнек с насадком, соединенным с приводной распылительной головкой, и смонтированные по направлению рабочего хода в передней и задней частях несущей конструкции соответственно поворотные и приводные шасси с колесами (А.с. СССР №531552, кл. В05С 7/08, 1976).

Недостатками известного устройства являются невозможность обработки труб малых диаметров ввиду его компоновочного решения, невозможность обработки труб и разных диаметров, отсутствие механизма стабилизации, установки, а также приспособлений для перехода установки с подъемника в трубу.

Известен также способ нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода, включающий подачу смеси заданного состава во внутреннюю емкость приводной центробежной разбрызгивающей головки с радиальными наружными лопатками, создание вращательного движения головки, подачу смеси через щели на радиальные наружные лопатки, разгон потока смеси на лопатках и сброс с лопаток на внутреннюю поверхность трубы всего объема смеси, проходящего через щели головки (Патент РФ №2036025, В05С 7/08, 1995).

К недостаткам известного способа следует отнести то, что вся смесь разгоняется на лопатках до одной постоянной при данном числе оборотов скорости и с этой скоростью падает на поверхность трубы, что приводит к отскоку от стенок трубы самых крупных частиц песка и выбросу их из толщины слоя покрытия. В результате при перемещении частиц от стенки трубы через толщу слоя смеси происходит ее разрыхление и уменьшение плотности слоя покрытия, что может привести к его разрушению в процессе эксплуатации трубы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ нанесения цементно-песчаного покрытия на внутреннюю поверхность трубы (патент РФ №2095160, В05С 7/08, 1997), по которому осуществляют подачу цементно-песчаной смеси внутрь корпуса приводной центробежной разбрызгивающей головки, выброс смеси через щели на корпусе по поверхности радиальных лопаток и перемещение головки вдоль оси трубы.

Недостатком прототипа являются ограниченные функциональные возможности, поскольку он не позволяет наносить цементно-песчаное покрытие на внутреннюю поверхность подводных трубопроводов большой протяженности.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей за счет нанесения цементно-песчаного покрытия на внутреннюю поверхность подводных трубопроводов большой протяженности (150-460 метров в зависимости от диаметра трубопровода).

Поставленная задача достигается тем, что в способе капитального ремонта подводного трубопровода в отличие от прототипа проводят водолазное обследование подводного трубопровода, устраняют провисы трубопровода, а размытые участки трубопровода с нарушенной наружной изоляцией закрывают мешками из пористого материала с цементно-песчаной смесью, для создания отрицательной плавучести подводного трубопровода осуществляют пригруз, чтобы подводный трубопровод не всплывал, проводят опорожнение и очистку трубопровода, далее на расстоянии 130-230 м от уреза воды на подводный трубопровод посредством крана, расположенного на понтоне, устанавливают шахтный колодец, из которого затем откачивают воду, а на береговом участке трубопровода и в шахтном колодце вырезают технологические окна, причем через технологическое окно на правом берегу в трубопровод заводят центробежную разбрызгивающую головку и протягивают ее до технологического окна в шахтном колодце, затем осуществляют подачу цементно-песчаной смеси внутрь корпуса приводной центробежной разбрызгивающей головки и, вытягивая ее с определенной скоростью, наносят цементно-песчаное покрытие, при этом на второй участок трубопровода длиной участка также 130-230 м от левого берега до шахтного колодца цементно-песчаное покрытие наносят аналогично, после его нанесения технологические окна заваривают, производят гидравлическое испытание и с подводного трубопровода снимают шахтный колодец.

В науке и технике не известно применение способа восстановления подводного трубопровода длиной 130-230 м.

Применение мешков из пористого материала с цементно-песчаной смесью обеспечивает механическую защиту трубопровода от воздействий течения и защиту от коррозии за счет щелочной реакции цементного раствора.

Особое свойство покрытий на основе цемента состоит в наличии как пассивного, так и активного защитного эффекта. Пассивный защитный эффект достигается за счет механической изоляции стенок труб слоем раствора. Состав и способ нанесения, основанный на центробежном разбрызгивании раствора, гарантирует высокую степень уплотнения покрытия, прочность которого достигает 700 кг/см, что позволяет устранять негерметичность труб и их соединений. Активный эффект защиты основан на щелочной реакции цементного раствора, в порах которого возникает насыщенный раствор гидроокиси кальция с величиной рН, равной 12,6. При этих условиях железо в широкой области потенциалов находится в пассивном состоянии, т.е. повышенной коррозионной устойчивости.

Одновременно покрытия на основе цемента обладают свойством «самолечения». Оно заключается в том, что трещины и щели покрытия, которые могут возникать в процессе схватывания раствора и на стыках труб, самозакупориваются как за счет разбухания материала, так и выделяющимися известковыми отложениями в виде карбоната кальция.

Наряду с защитным эффектом цементно-песчаные покрытия обеспечивают высокие гидравлические характеристики трубопроводов, которые достигаются за счет исключения образований нароста и отложений, а также формирования на поверхности покрытия гидрофильного скользкого слоя.

Пример конкретной реализации способа

Проводят водолазное обследование подводного трубопровода. Устраняют провисы трубопровода. Затем для создания отрицательной плавучести подводного трубопровода осуществляют пригруз, чтобы подводный трубопровод не всплывал. Затем оголенные участки трубопровода укрывают мешками с цементно-песчаной смесью. Пригруз трубопровода осуществляют фундаментными бетонными блоками ФБС 24.6.6 массой 1.96 тонн. После чего проводят опорожнение и очистку трубопровода скребками, щетками и резиновыми дисками.

На расстоянии 130-150 м от уреза воды на подводный трубопровод посредством крана, расположенного на понтоне, устанавливают шахтный колодец (кессон). Затем из шахтного колодца откачивают воду. На береговом участке трубопровода и в шахтном колодце вырезают технологические окна. Через технологическое окно на правом берегу в трубопровод заводят изоляционное устройство и протягивают его до технологического окна в шахтном колодце. Включают устройство и, вытягивая его с определенной скоростью, наносят цементно-песчаную изоляцию.

Второй участок трубопровода от левого берега до шахтного колодца изолируют аналогично (длина участка 130-150 м). После нанесения внутренней изоляции технологические (монтажные) окна заваривают, производят гидравлическое испытание и с подводного трубопровода снимают шахтный колодец.

Заявляемый способ позволяет нанести цементно-песчаную изоляцию на внутреннюю поверхность подводного трубопровода длиной 280-300 м и диаметром от 219 мм и выше.

Кроме того, заявляемый способ обеспечивает:

- предотвращение коррозии внутренней поверхности трубопроводов,

- предотвращение минеральных отложений и биологических обрастаний,

- увеличение пропускной способности (улучшение гидравлических характеристик) действующих трубопроводов,

- снижение потребления электроэнергии для транспортировки перекачиваемой воды,

- снижение утечек воды за счет герметизации свищей и неплотности стыковых соединений,

- сохранение качества в процессе транспортировки по трубам питьевой и высококачественной технологической воды,

- сохранение эксплуатационных свойств трубопроводов при возникновении внешней коррозии,

- увеличение срока службы труб.

Итак, заявляемое изобретение позволяет расширить функциональные возможности за счет нанесения цементно-песчаного покрытия на внутреннюю поверхность подводных трубопроводов большой протяженностью (150-300 м). Кроме того, заявляемый способ является наиболее экономичным из всех известных на данный момент способов нанесения цементно-песчаного покрытия на внутреннюю поверхность подводных трубопроводов из-за низкой стоимости исходных материалов: цемента и песка, а также отсутствие необходимости строительства нового подводного трубопровода взамен пришедшего в негодность.