запорное устройство

Формула изобретения

1. Запорное устройство для перекрытия трубопроводов, содержащее эластичную оболочку с отверстием для создания избыточного давления, заполненную упругим пористым полимерным материалом, отличающееся тем, что указанный материал имеет упругость, обеспечивающую восстановление первоначальной формы оболочки при рабочем давлении в трубопроводе.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отверстие в эластичной оболочке предназначено для сообщения ее полости с источником сжатого газа, создающего избыточное давление при снижении давления ниже рабочего.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что упругий пористый полимерный материал имеет неизменяемое твердое фазовое состояние до создания избыточного давления.

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что наружный диаметр эластичной оболочки, заполненной указанным материалом в твердом фазовом состоянии, до сообщения ее полости с источником сжатого газа, меньше внутреннего диаметра перекрываемого трубопровода.

5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что упругий пористый полимерный материал представляет собой пенополиуретан.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтехимической промышленности и может быть использовано при проведении ремонтно-восстановительных работ на нефтепроводах с использованием пневматических запорных устройств в качестве тампонов-герметизаторов.

Известны запорные устройства для перекрытия трубопроводов, содержащее установленные в трубопроводах полые запорные органы, приводимые в действие средой под давлением, например, сжатым газом (US 5240031 А, F 16 К 7/10, 31.08.93, GB 2079898 A, F 16 К 7/10, 27.01.82, GB 1483702 A, F 16 К 7/10, 24.08.77).

Известные запорные устройства вводятся с торца трубы ремонтируемого участка трубопровода, и их полые запорные органы заполняются сжатым воздухом (или инертным газом) до давления 0,3 МПа и герметизируют трубу. По завершении работ устройство извлекается, отремонтированный участок трубопровода заполняется нефтью и перекачка возобновляется. Давление в трубопроводе при этом может составлять 2-3 МПпа.

Под воздействием давления запорные органы известных устройств сплющиваются и приобретают форму плоской "лепешки".

При прохождении по трубе со скоростью 2-3 м/сек происходит задевание полых запорных органов за внутренние выступы (неровности сварных швов, стыков).

Недостатком известных устройств является возможность разрушения на отдельные фрагменты находящихся в трубопроводах полых запорных органов, которые могут, минуя камеры приема-пуска очистных устройств и проникая через щели в защитных решетках, попасть на рабочие лопасти насосов, забить сетки очищающих фильтров, что приводит к ремонту и простою этого оборудования.

Известно также запорное устройство для перекрытия трубопровода, содержащее эластичную оболочку с отверстием для создания давления, заполненную упругим пористым полимерным материалом (GB 2289513 А, 22.11.95, фиг 2,3,4,5).

Запорное устройство вводится в трубу ремонтируемого участка трубопровода, под давлением управляющей среды эластичная оболочка заполняется полимерным материалом, смешанным с пеной, который затвердевает, и труба герметизируется.

По завершении работ запорное устройство извлекается, отремонтированный участок трубопровода заполняется нефтью и перекачка возобновляется.

В известном устройстве хоть и исключается попадание фрагментов запорного органа на рабочие лопасти насосов и сетки фильтров, однако известное устройство сложно в изготовлении и эксплуатации.

Заявленное изобретение лишено указанных недостатков.

Техническим результатом предложенного устройства является упрощение изготовления и эксплуатации запорного устройства при одновременном обеспечении исключения попадания фрагментов запорного органа на рабочие лопасти насосов и сетки фильтров и вывода их из строя.

Технический результат достигается тем, что в запорном устройстве для перекрытия трубопроводов, содержащем эластичную оболочку с отверстием для создания избыточного давления, заполненную сцепленным с ее стенками упругим пористым полимерным материалом, упругость которого обеспечивает восстановление первоначальной формы оболочки при рабочем давлении в трубопроводе. Причем отверстие в эластичной оболочке предназначено для сообщения ее полости с источником сжатого газа, создающего избыточное давление в оболочке при снижении давления в трубопроводе ниже рабочего.

Кроме того, упругий пористый материал имеет неизменяемое твердое фазовое состояние.

Кроме того, наружный диаметр эластичной оболочки, заполненной указанным материалом в твердом фазовом состоянии, до сообщения ее полости с источником сжатого газа меньше внутреннего диаметра перекрываемого трубопровода. Упругий пористый полимерный материал может представлять собой пенополиуритан (поролон).

Предложение поясняется чертежом, на котором показано осевое сечение заглушающего устройства.

Запорное устройство содержит цилиндрическую эластичную оболочку 1, изготовленную из армированной резины и имеющую отверстие со штуцером 2 для создания избыточного давления, например, сжатым газом. Оболочка 1 заполнена сцепленным с ее стенками упругим пористым полимерным материалом, например пенополиуретаном 3 (поролоном), с сохранением всех основных технических характеристик устройства (разрывной прочности, геометрических размеров и др. ).

Пенополиуретан 3 заранее вводится в оболочку 1 в виде жидкой пены, которая затем затвердевает. Во время последующей эксплуатации устройства указанный материал имеет неизменяемое твердое фазовое состояние.

Проведение ремонтных работ на нефтепроводах с использованием предложенного запорного устройства не отличается от принятой технологии. Устройство вводится с торца трубы ремонтируемого участка трубопровода и заполняется сжатым газом (воздухом или инертным газом) до давления 0,3 МПа при атмосферном давлении в трубопроводе.

Оболочка 1 вместе с заполняющим ее пенополиуретаном 3, который находится в твердом фазовом состоянии и имеет наружный диаметр меньше внутреннего диаметра трубопровода, увеличивается в объеме и герметизирует своей цилиндрической поверхностью участок трубопровода. По завершении работ отремонтированный участок трубопровода заполняется нефтью и перекачка возобновляется. Давление в трубопроводе при этом достигает 2-3 МПа. Но за счет внутреннего упругого вспененного материала - пенополиуретана 3 оболочка 1 сплющивается в меньшей степени, сохраняя больший объем, чем незаполненная оболочка. При повреждении оболочки 1 неровностями трубопровода нефть заполняет поры в пенополиуретане 3, и за счет упругости последнего оболочка 1 способна расправляться и восстанавливать свою исходную форму, приближаясь к своим исходным геометрическим размерам. При этом сердечник из пенополиуретана 3, стойкий к нефти, служит в качестве носителя разрушающейся оболочки 1, и разрушения последней на отдельные фрагменты не происходит.

Вследствие сохранения достаточно большого объема исходной формы разрушающего запорного устройства оно уже не может миновать камеры приема-пуска очистных устройств. Попадание отдельных фрагментов запорного устройства на рабочие лопасти насосов и сетки фильтров исключается или его вероятность резко сокращается.

Изготовление и эксплуатация устройства упрощается вследствие того, что оболочка заполняется вспененным материалом заранее, а не в самой ремонтируемой трубе, как в прототипе, и вводится в трубопровод уже в готовом виде, а после ремонта нет необходимости специально извлекать устройство из трубопровода в месте ремонта, что весьма сложно, а иногда и невозможно, так как его можно извлечь через камеру приема-пуска очистных устройств после пуска нефти в трубопровод под рабочим давлением.