устройство для проведения ремонтных работ на трубопроводе

Формула изобретения

1. Устройство для проведения ремонтных работ на трубопроводе, состоящее из полого корпуса с противоположно расположенными арочными вырезами, поворотного днища, охватывающего трубопровод, устройства поворота днища вокруг трубы, уплотнительных элементов, поворотное днище выполнено в виде усеченной цилиндрической емкости с несущими торцами с арочными вырезами, тонкостенным с внутренними усилительными элементами, образующими цилиндрическую ферму, корпус и днище снабжены наростами по арочным вырезам и в корпусе установлены направляющие поворотное днище ролики, отличающееся тем, что торцы поворотного днища выполнены эллиптическими с усилением по окружности и арочным вырезам, с дорожками под поворотные канаты, изнутри вдоль корпуса параллельно продольной оси поворотного днища установлены усилительно-прижимные балки и шарнирно с винтовыми приводами поворотно-прижимные балки, снабженные упругими уплотнительными элементами, а по четырем углам корпуса также шарнирно с винтовыми приводами установлены откидные балки с уплотнениями, повторяющие радиусы зазоров между корпусом и поворотным днищем, уплотняющие зазоры от концов поворотно-прижимных балок до образующей трубы, а для уплотнения зазоров с торцов в дугообразных наростах поворотного днища с внутренней стороны герметично установлены нижние упругие уплотнительные полотенца, плотно обволакивающие трубу от низа до горизонтальной плоскости, проходящей выше оси, в наростах арочных вырезов корпуса изнутри установлены герметично на быстродействующих стяжках съемные седлообразные уплотнительные хомуты, снабженные верхними упругими уплотнительными полотенцами, обволакивающими трубу сверху от нижней контактной поверхности хомутов до горизонтальной плоскости, проходящей ниже оси трубы так, что нижние и верхние уплотнительные полотенца и седлообразный хомут вместе обволакивают трубу и образуют плотный затвор между нижними наростами днища, трубой и верхними наростами корпуса, причем верхние и нижние полотенца прижимают к наружной образующей трубы тросовыми стяжками, а внизу по обоим концам цилиндрической части поворотного днища ниже настила установлены с уплотнением и элементом очистки резьбовой поверхности вворачиваемые и выворачиваемые приямки для откачки просачивающейся через уплотнения и стекающей на нижнюю образующую поворотного днища жидкости.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что поворот вокруг трубы поворотного днища осуществляется любыми известными приводами или передачами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта, а именно к ремонту трубопроводов, преимущественно проложенных в болотах, и может быть использовано при ремонте трубопроводов, уложенных в слабых, переувлажненных грунтах и сыпучих песках.

Известно устройство для проведения ремонтных работ на трубопроводе (пат. 1672783, МПК F 16 L 55/18, авторы Хасанов И.Ю. и др.; заявл. 23.02.87; не опубл. , ДСП). Корпус устройства выполнен в виде вертикального полого цилиндра, имеющего противоположно расположенные арочные вырезы под ремонтируемый трубопровод. На внутренней поверхности с нижнего торца корпуса в направляющих размещено днище, выполненное в форме усеченной полой сферы. Устройство снабжено механизмом поворота днища (лебедка, канаты) по направляющим, в результате чего ремонтируемый трубопровод изолируется от окружающей его среды для проведения ремонтных работ в пределах устройства. Корпус и днище имеют полуцилиндрические выступы с элементами надувного и вложенного соответственно уплотнений для герметизации сопряжений устройства с трубопроводом.

Недостатком устройства является то, что корпус выполнен цилиндрической формы, в связи с чем устройство ограничено в применении. Его можно применять для ремонтов трубопроводов с дефектами малой длины. Кроме того, использование в качестве днища и соответственно направляющих частей сферы в сочетании с сопряжениями их с цилиндром усложняет изготовление устройства.

Наиболее близким техническим решением является устройство для проведения ремонтных работ на трубопроводе (пат. 2159890, МПК Е 16 L 55/18, авторы Хасанов И.Ю. и др.; заявл. 29.04.1999; опубл. 27.11.2000, БИ 33), состоящее из полого корпуса с противоположно расположенными арочными вырезами, поворотного днища, охватывающего трубопровод, устройства поворота днища, надувных уплотнительных элементов. Поворотное днище выполнено в виде усеченной цилиндрической емкости с закругленными несущими торцами с арочными вырезами, тонкостенным, усиленным внутренними бандажами и ребрами, образующими цилиндрическую ферму, корпус и днище снабжены наростами по арочным вырезам, и в корпусе установлены направляющие поворотное днище ролики. Коллектор подачи воздуха соединен с двумя линиями надувного уплотнения, первая проходит по всей поверхности сопряжения поворотного днища с корпусом и нижней частью трубопровода, вторая - по сопряженной поверхности корпуса по обоим торцам с верхней частью трубопровода. Уплотнения по сопряженным поверхностям корпуса и днища снабжены прижимами, а корпус камеры при необходимости увеличения высоты устройства дополнительно содержит самоцентрирующуюся надстройку с вложенным уплотнением, опорные балки с поддерживающими талрепами и распорно-страховочные приспособления.

Недостатком устройства является то, что уплотнения по торцам и вдоль боков выполнены надувными, что не исключает опасность разгерметизации камеры от проколов, затираний, разрывов надувных уплотнительных элементов и быстрое наполнение зоны работ окружающей камеру средой, причем поворотное днище не закреплено жестко к корпусу устройства по бокам, что может привезти к смещению поворотного днища по отношению к корпусу под наружным давлением, разгерметизации камеры, заеданию и заклиниванию поворотного днища.

Задача предлагаемого изобретения заключается в повышении надежности работы устройства при безопасности проведения ремонтных работ на дефектных участках трубопровода, проложенных в обводненных местах, упрощении конструкции устройства.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для проведения ремонтных работ на трубопроводе, состоящем из полого корпуса с противоположно расположенными арочными вырезами с направляющими, поворотного днища, охватывающего трубопровод, устройства поворота днища вокруг трубы, уплотнительных элементов, поворотное днище выполнено в виде усеченной цилиндрической емкости с несущими торцами с арочными вырезами, тонкостенным с внутренними усилительными элементами, образующими цилиндрическую ферму, корпус и днище снабжены наростами по арочным вырезам и в корпусе установлены направляющие поворотное днище ролики, согласно изобретению торцы поворотного днища выполнены эллиптическими, с усилением по окружности и арочным вырезам, с дорожками под поворотные канаты, изнутри вдоль корпуса параллельно продольной оси поворотного днища, установлены усилительно-прижимные балки и шарнирно с винтовыми приводами поворотно-прижимные балки, снабженные упругими уплотнительными элементами, а по четырем углам корпуса также шарнирно с винтовыми приводами установлены откидные балки с уплотнениями, повторяющее радиусы зазоров между корпусом и поворотным днищем, уплотняющие зазоры от концов поворотно-прижимных балок до образующей трубы, а для уплотнения зазоров с торцов в дугообразных наростах поворотного днища с внутренней стороны герметично установлены нижние упругие уплотнительные полотенца, плотно обволакивающие трубу от низа до горизонтальной плоскости, проходящей выше оси, в наростах арочных вырезов корпуса изнутри установлены герметично на быстродействующих стяжках съемные седлообразные уплотнительные хомуты, снабженные верхними упругими уплотнительными полотенцами, обволакивающими трубу сверху от нижней контактной поверхности хомутов до горизонтальной поверхности, проходящей ниже оси трубы так, что седлообразный хомут, нижние и верхние уплотнительные полотенца вместе обволакивают трубу и образуют плотный затвор между нижними наростами днища, трубой и верхними наростами корпуса, причем нижние и верхние полотенца прижимаются к наружной образующей трубы тросовыми стяжками, а внизу по обоим концам цилиндрической части поворотного днища под настилом установлены с уплотнением и элементами очистки резьбы вворачиваемые и выворачиваемые приямки для откачки просачиваемой через уплотнения и стекающей на нижнюю образующую поворотного днища жидкости.

На фиг.1 показано устройство камеры для проведения ремонтных работ, вид спереди; на фиг. 2 - устройство, вид сверху; на фиг.3 - вид А-А фиг.2; на фиг. 4 - вид В-В фиг.2 - угловой прижим; на фиг.5 - седлообразный хомут; на фиг. 6 - прижимной винт; на фиг.7 - прижим вдоль корпуса (вид С-С на фиг.1); на фиг.8 - низ поворотного устройства - приямок; на фиг.9 - камера в исходном положении (в разрезе); на фиг.10 - камера в рабочем положении (в разрезе).

Устройство (камера) для проведения ремонтных работ (фиг.1...3) включает корпус 1 с арочными вырезами 2, надстройку 3 с уплотнением 4 по всему периметру между корпусом и надстройкой, поворотное днище, выполненное в виде полой цилиндрической емкости с вырезом сегмента на всю длину размером, позволяющим охват трубопровода, которое состоит из цилиндрической части 5, снабженной на всю длину по обе стороны ножами 6 и двух эллиптических частей 7 с арочными вырезами 8. Внутри поворотного днища (5, 7) расположены кольцевые, продольные и диагональные усиления 9, 10, образующие цилиндрическую ферму. Корпус 1 и поворотное днище по арочным вырезам 2, 8 снабжены наростами 11, 12 соответственно. На направляющих опорах 13 корпуса 1 установлены роликоопоры 14, на нижних концах которых предусмотрены башмаки 15. Торцы поворотного днища имеют усиления (ребра жесткости не показаны) по окружности и арочному вырезу 8 и дорожки 16 под поворотные канаты 17, наматываемые и сматываемые на барабаны 18 правой и левой навивками. Вдоль боков корпуса 1 установлены поворотно-прижимные балки 19 на шарнирах 20 (фиг.6,7) с винтовыми приводами 21, снабженные уплотнительными элементами 22, переходящими по углам в уплотнения 23 с винтовыми приводами 24 (фиг.4), повторяющие радиусы зазоров между корпусом и поворотным днищем от поворотно-прижимных балок 19 до образующей трубы. Наружная боковая поверхность ножа 6 поворотного днища является одновременно упором уплотнения 22. В наросты 12 поворотного днища герметично прикреплены нижние упругие уплотнительные полотенца 25, а в наросты 11 арочного выреза корпуса установлены съемные быстроприжимные седлообразные уплотнительные хомуты 26 с уплотнением 27 (фиг.5), с верхними упругими уплотнительными полотенцами 28, все вместе образующие плотные соединения трубы с корпусом и поворотным днищем по торцам устройства.

Механизм поворота в данном исполнении состоит из следующих основных узлов: редуктора с валами 29 и барабанов 18 с канатами 17 правой и левой навивками, сигнализатор поворота 30 (фиг.7).

Внутри корпуса вдоль обоих боков расположены балки 31 с упругими упорами 32, на которые прижимаются боковые прижимные уплотнительные элементы 22.

Балки 31 одновременно служат усилительными элементами корпуса от сжатия, а балки 19 - элементами удержания поворотного днища, передающие усилие на корпус при помощи винтовых прижимов 21, являющихся также прижимами боковых уплотнительных элементов 22.

На нижней образующей поворотного днища по концам его образующей части 5 предусмотрены приямки 33 сбора жидкости с пола камеры с уплотнением между поворотным днищем и приямком и элементом очистки резьбовой поверхности приямка (не обозначены), вворачиваемые и выворачиваемые при монтаже (фиг.8).

Надстройка представляет собой прямоугольный короб 3, состоящий из двух частей с вертикальным разъемом, снабженный по разъемам и нижнему торцу фланцем для соединения частей между собой и с корпусом и установки уплотнений.

Разгрузочное устройство состоит из пригрузов 34, снабженных ушками 35 для крепления талрепов 36 и собственно талрепов с тросами 37.

Страховочное устройство выполнено в виде поперечных и диагональных по верху корпуса или надстройки распорок (не показаны), быстро навешиваемых на корпус, а по периметру устройство снабжено площадками обслуживания 38 с перилами и переходными мостиками 39.

Монтаж устройства для ремонтных работ (фиг.9, 10) на участке трубопровода осуществляют в следующей последовательности:

- закрывают с двух сторон отсекающую линейную арматуру, ближайшую от участка работы, и максимально опорожняют участок от продукта (нефтепродукты, вода, пар и т.д., если труба заполнена);

- вскрывают участок работы в длину, ширину и глубину так, чтобы свободно установить устройство;

- грузоподъемным механизмом опускают устройство с открытым арочным вырезом на трубопровод и поддерживают в таком положении;

- устанавливают площадки обслуживания и переходные мостики;

- закрепляют ремонтную камеру разгрузочными устройствами, устанавливают страховочные распорки и при необходимости надстройку;

- при помощи механизма поворота поворачивают поворотное днище на 180^o;

- при помощи винтовых приводов 21 закрепляют поворотное днище к корпусу 1 поворотно-прижимными балками 19 и одновременно уплотняют зазоры вдоль корпуса и поворотного днища уплотнением 22;

- уплотняют угловые зазоры винтовыми прижимами 24 уплотнением 23 от поворотных прижимных балок 19 до образующей трубы;

- устанавливают седлообразные уплотнительные хомуты 26 на наросты 11 корпуса при помощи быстродействующих прижимов и при необходимости подстраховывают страховочными откидными болтами;

- обволакивают трубу сверху упругими уплотнительными полотенцами 27, на них накладывают нижние уплотнительные полотенца 25 и стягивают их между собой тросовыми стяжками (не показано).

- затем освобождают камеру от жидкости (пульпы) известными способами. При поступлении жидкости в камеру места пропусков уплотняют при помощи прижимов. При незначительном поступлении жидкости в камеру она собирается в приямках 33 и откачивается известными способами.

Проводят работы в камере, соблюдая нормы и правила, установленные при организации и производстве работ на трубопроводах.

Демонтаж камеры выполняют в обратной последовательности. Для уменьшения нагрузки на элементы камеры перед обратным поворотом днища на 180^o камеру рекомендуется заполнить окружающей ее жидкостью (пульпой).

Изобретение может найти применение при проведении работ в болотах, переувлажненных грунтах и др., которые требуют подготовку участка для проведения работ (быстро заполняются снова текучей средой). Работа в герметичной камере проводится быстро и эффективно, так как устройство камеры предлагаемой конструкции образует надежный экран между участком трубопровода и окружающей средой, воспринимает на себя его давление.

Устройство надежное в монтаже и применении, может использоваться при ремонте трубопроводов любого диаметра, при дефектах значительной длины, при ремонтно-восстановительных работах, при строительстве трубопроводов и при стыковке плетей в болотах.