соединение трубопроводов подводного перехода

Формула изобретения

1. Соединение трубопроводов подводного перехода, содержащее основной и параллельно проложенный резервный трубопроводы одинакового диаметра, узлы соединения трубопроводов и запорную арматуру, отличающееся тем, что узлы соединения трубопроводов выполнены в виде полого усеченного конуса с фланцами на концах, соединенными соответственно с ответными фланцами основного трубопровода и выпуклой крышки, снабженной расположенными под углом друг к другу симметрично относительно оси основного трубопровода патрубками, продолжением которых являются основной и резервный трубопроводы, малое основание конуса и центральный выступ крышки снабжены цилиндрическими опорами, на которых внутри конуса смонтирован вертлюг с уплотнительными элементами, при этом в вертлюг встроен криволинейный трубчатый переводник таким образом, что один его конец постоянно сообщается с основным трубопроводом, а противоположный конец поочередно сообщается с указанными патрубками, с помощью которых формируются угловые развилки трубопроводов, криволинейно переходящие в параллельные участки.

2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что внутренний диаметр переводника равен соответствующим диаметрам трубопроводов.

3. Соединение по п.1, отличающееся тем, что цилиндрическая опора на малом основании конуса снабжена роликами.

4. Соединение по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено приводом, размещенным на крышке и взаимодействующим с опорой вертлюга.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к соединениям магистральных трубопроводов и может быть использовано в трубопроводном транспорте при строительстве подводных переходов.

Известно двухканальное шарнирное соединение, содержащее два элемента, соединенные каналами и установленные друг в друге с возможностью углового вращения, и уплотнения, при этом элементы выполнены в виде двух концентрично расположенных труб с ребрами жесткости между ними (см. SU 1592628 А1, МПК⁵ F 16 L 27/02, 1990).

Технический недостаток известного соединения: ограниченные функциональные возможности, несмотря на то, что в разделе "область применения" указано на возможность использования в любых отраслях народного хозяйства.

Известно также соединение трубопроводов подводного перехода, включающее основной и параллельно проложенный резервный трубопроводы одинакового диаметра, узлы соединения трубопроводов и запорную арматуру (см. книгу: Сооружение подводных трубопроводов: Учебное пособие/ Самойлов Б.В. и др. -М.: Недра, 1995, с.4-6, рис.1.1).

Технический недостаток данного соединения: недостаточные надежность и ремонтопригодность из-за невозможности внутренней очистки и диагностирования, а также перекрытия дефектных участков резервного трубопровода путем запуска внутрь скребков, устройств перекрытия и т.п. (не позволяют прямоугольные колена, соединяющие трубопроводы).

Техническая задача: повышение надежности и ремонтопригодности.

Согласно изобретению узлы соединения трубопроводов выполнены в виде полого усеченного конуса с фланцами на концах, соединенными соответственно с ответными фланцами основного трубопровода и выпуклой крышки, снабженной расположенными под углом друг к другу симметрично относительно оси основного трубопровода патрубками, продолжением которых являются основной и резервный трубопроводы, малое основание конуса и центральный выступ крышки снабжены цилиндрическими опорами, на которых внутри конуса смонтирован вертлюг с уплотнительными элементами, при этом в вертлюг встроен криволинейный трубчатый переводник таким образом, что один его конец постоянно сообщается с основным трубопроводом, а противоположный конец поочередно сообщается с указанными патрубками, с помощью которых формируются угловые развилки, криволинейно переходящие в параллельные участки.

Наряду с этим внутренний диаметр переводника равен соответствующим диаметрам трубопроводов; цилиндрическая опора на малом основании конуса снабжена роликами; соединение снабжено приводом, размещенным на крышке и взаимодействующим с опорой вертлюга.

На фиг.1 изображен общий вид соединения трубопроводов подводного перехода, вид в плане; на фиг.2 - то же, вертикальный разрез; на фиг.3 - узел соединения трубопроводов в разрезе (выноска I из фиг.1).

Соединение трубопроводов подводного перехода (фиг.1, 2) включает основной трубопровод 1, который при приближении к водной преграде, например к реке, подвергается резервированию и прокладывается затем, как правило, с заглублением в дно пересекаемой водной преграды. Резервирование заключается в том, что еще на "сухих" участках 2, примыкающих с двух сторон к водной преграде, формируется подводный переход в виде двух параллельных поочередно действующих "ниток". Это достигается посредством узлов соединения 3, которые раздваивают трубопровод 1 на два трубопровода 4 и 5 одинакового диаметра, равного диаметру трубопровода 1. Параллельно проложенные трубопроводы 4 и 5 можно условно трактовать как основной трубопровод, являющийся продолжением трубопровода 1, и резервный трубопровод, несмотря на то, что в отличие от известного соединения трубопроводов в нашей интерпретации параллельные трубопроводы 4 и 5 симметричны относительно основного трубопровода 1 и идентичны. С помощью узлов соединения 3 формируются угловые развилки 6 и 7 трубопроводов 4 и 5, плавно и криволинейно переходящие в параллельные участки. Соединение трубопроводов подводного перехода снабжено запорной арматурой, которая размещена: на основном трубопроводе 1 - перед и после узлов соединения 3 (арматура 8 и 9); в начале и в конце параллельных участков трубопроводов 4 и 5 (арматура 10 и 11).

Узлы соединения 3 трубопроводов выполнены в виде полого усеченного конуса 12 с фланцами 13 и 14 на концах (фиг.3). Фланец 13 соединен с ответным фланцем 15 основного трубопровода 1, а фланец 14 - с ответным фланцем 16 выпуклой крышки 17. Последняя снабжена расположенными под углом друг к другу симметрично относительно оси 1-1 основного трубопровода 1 патрубками 18 и 19. Продолжением этих патрубков являются угловые развилки 6 и 7 параллельно проложенных основного и резервного трубопроводов 4 и 5 (фиг.1). Малое основание конуса 12 и центральный выступ крышки 17 (фиг.3) снабжены цилиндрическими опорами 20 и 21 соответственно. На опорах внутри конуса 12 смонтирован вертлюг 22 с уплотнительными элементами. В вертлюг встроен криволинейный трубчатый переводник 23 таким образом, что один его конец постоянно сообщается с основным трубопроводом 1, а противоположный конец поочередно сообщается с патрубками 18 и 19 выпуклой крышки 17. Внутренний диаметр переводника 23 равен соответствующим диаметрам трубопроводов 1, 4 и 5. Цилиндрическая опора 20 на малом основании конуса 12 снабжена роликами 24 (фиг.3). Соединение трубопроводов снабжено приводом 25, размещенным на крышке 17 и взаимодействующим с опорой 21 вертлюга 22.

Соединение трубопроводов подводного перехода используется следующим образом.

При перекачке нефтепродукта запорная арматура 8 и 9 на основном трубопроводе 1 открыта. В зависимости от положения трубчатого переводника 23 в вертлюге 22 узлов соединения 3 продукт пропускают по одному из трубопроводов 4 или 5 подводного перехода. Если переводник сообщается с патрубком 19 выпуклой крышки 17 и, следовательно, с угловой развилкой 7 (показано на фиг.3), то запорная арматура 11 должна быть открыта, а арматура 10 закрыта. В этом случае нефтепродукт пропускают по трубопроводу 5 (трубопровод 4 - в резерве). Для задействования трубопровода 4 (вместо трубопровода 5) открывают запорную арматуру 10, вертлюги 22 посредством приводов 25 разворачивают в опорах 20 и 21 (в том числе на роликах 24) на 180^o, вследствие чего переводник 23 сообщается с патрубком 18 угловой развилки 6. После этого запорную арматуру 11 закрывают и нефтепродукт пропускают по другому параллельному трубопроводу 4 (трубопровод 5 - в резерве).

Соединение трубопроводов подводного перехода с резервированием - с двумя параллельными трубопроводами 4 и 5 - должно иметь высокую надежность. Для этого не только основной трубопровод 1, но и трубопроводы 4 и 5 подводного перехода следует периодически подвергать очистке, проверке, диагностированию и испытаниям, а в случае необходимости и ремонту. Предложенное соединение трубопроводов удовлетворяет этим требованиям, причем поочередный ремонт дефектных участков трубопроводов 4 и 5 возможен без остановки перекачки продукта. Если нефтепродукт пропускают по основному трубопроводу 1 и трубопроводу 4 подводного перехода, то устройства для очистки внутренней поверхности трубопроводов (скребки), а затем и устройства для диагностики трубопроводов запускают и используют в обычном порядке. В этом случае названные устройства, увлекаемые потоком перекачиваемого нефтепродукта, беспрепятственно проходят через узлы соединения 3 трубопроводов за счет плавного и криволинейного трубчатого переводника 23 и такого же плавного и криволинейного перехода от угловых развилок 6 к трубопроводу 4. Аналогичным образом производится пропускание устройств в другом положении переводников 23 - через угловые развилки 7 и трубопровод 5.

При использовании трубопроводов 4 или 5, а также при ремонте и последующем испытании дефектных участков этих трубопроводов в них запускают и фиксируют в заданном положении устройства для перекрытия трубопроводов. И в этом случае устройства беспрепятственно проходят через трубчатый переводник 23 соответствующего узла соединения 3 трубопроводов, а также через криволинейные переходы от угловых развилок 6, 7 к трубопроводам 4, 5. Перед перекрытием указанными устройствами, например, участка трубопровода 4 через него пропускают продукт, который и "доставляет" устройства перекрытия в заданное положение. После фиксации в этом трубопроводе устройств отрывают запорную арматуру 11 в другом трубопроводе 5, посредством вертлюгов 22 и переводников 23 в узлах 3 продукт направляют по этому трубопроводу, а арматуру 10 (со стороны нагнетания продукта) закрывают. После опорожнения известным образом участка трубопровода 4 закрывают и вторую арматуру 10. Далее осуществляют ремонтные и испытательные действия на трубопроводе 4 без остановки перекачки нефтепродукта - его пропускают по параллельному трубопроводу 5. Для удаления устройств перекрытия из отремонтированного и испытанного трубопровода 4 через него направляют поток продукта, который увлекает снятые с фиксации устройства, в это время трубопровод 5 находится в резерве. Аналогичным образом производят испытания или ремонт с испытанием трубопровода 5, пропуская продукт по параллельному трубопроводу 4.

Таким образом, предложенное соединение трубопроводов обеспечивает высокую надежность и ремонтопригодность подводного перехода.