футеровочный мат под балластирующие устройства для трубопроводов

Формула изобретения

1. Футеровочный мат (МФ) под балластирующие устройства для трубопроводов, располагаемый на наружной поверхности трубопровода в местах размещения на нем балластирующих грузов (БГ) и содержащий выполненный из полимерного материала коврик, отличающийся тем, что последний выполнен из эластичного долговечного материала в виде прилегающего к трубопроводу одно-, двух- или многослойного полотнища и содержит элементы для соединения его с балластирующими грузами.

2. Футеровочный мат (МФ) по п.1, отличающийся тем, что коврик выполнен в виде рукава.

3. Футеровочный мат (МФ) по п.1 или 2, отличающийся тем, что продольные относительно трубопровода размеры коврика превышают соответствующие размеры опирающихся на него БГ.

4. Футеровочный мат (МФ) по п.1, отличающийся тем, что обращенная к БГ поверхность коврика снабжена выполненными из полимерного материала опорными площадками (ОП), размещенными на расположенных вдоль трубопровода краях коврика.

5. Футеровочный мат (МФ) по п.1, отличающийся тем, что обращенная к трубопроводу поверхность коврика снабжена выполненными из полимерного материала ОП, размещенными на расположенных вдоль трубопровода краях коврика.

6.Футеровочный мат (МФ) по любому из пп.2, 4 или 5, отличающийся тем, что ОП пришиты к поверхности образующего коврик полотнища или вложены в образующий коврик рукав и прошиты.

7. Футеровочный мат (МФ) по п.1 или 2, отличающийся тем, что элементы для соединения его с БГ выполнены в коврике в виде симметрично расположенных вдоль трубопровода пар щелевых прорезей, предназначенных для размещения в них соединительных поясов БГ, число пар щелевых прорезей равно числу соединительных поясов БГ, причем размер щелевых прорезей не превышает ширины соединительных поясов БГ, а расстояние вдоль трубопровода между парами указанных прорезей не превышает расстояния между соединительными поясами БГ, при этом средняя и концевые части указанных поясов располагаются над МФ.

8. Футеровочный мат (МФ) по п.1 или 2, отличающийся тем, что элементы для соединения его с БГ выполнены в виде симметрично расположенных пар гибких связей, закрепленных на поперечных трубопроводу краях ковриков, при этом расстояние между указанными гибкими связями не превышает расстояния между монтажными петлями БГ.

9. Футеровочный мат (МФ) по п.1 или 2, отличающийся тем, что продольные относительно трубопровода размеры ОП составляют не менее длины опирающегося на них БГ.

10. Футеровочный мат (МФ) по п.1, отличающийся тем, что каждый из ОП образован из предварительно отогнутых краев полотнища коврика с последующей их прошивкой.

11. Футеровочный мат (МФ) по п.1, отличающийся тем, что ОП образованы из набора лент, пришитых к полотнищу коврика.

12. Футеровочный мат (МФ) по п.1, отличающийся тем, что прилегающий к трубопроводу коврик и пришитые к нему ОП выполнены из полипропилена.

13. Футеровочный мат (МФ) по п.1, отличающийся тем, что прилегающий к трубопроводу коврик и пришитые к нему ОП выполнены из нетканого синтетического материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении и ремонте переходов подземных трубопроводов в вечномерзлых и обводненных грунтах, болотах, а также при пересечении водных преград. Изобретение может быть использовано при проведении ремонтных работ, а также во всех случаях, когда требуется погружение трубопровода на проектную отметку в условиях обводненной траншеи.

Футеровочный мат (МФ) предназначен для защиты изоляции трубопроводов и устанавливается на трубопровод под балластирующие грузы (БГ) железобетонные охватывающего и клиновидного типа, например, типа УБО и I-УБК-м и утяжелителей для балластировки трубопроводов.

В отечественной практике трубопроводного строительства в условиях обводненной и заболоченной местности получила распространение балластировка трубопроводов сборными железобетонными утяжелителями различных конструкций (см., например, «Утяжелители сборные железобетонные охватывающего типа УБО», ТУ 102-300-81).

БГ размещаются на трубопроводе с определенным шагом в соответствии с требованием получения отрицательной плавучести трубопровода и удержания его на проектных отметках в период эксплуатации.

Опыт эксплуатации УБО показал, что боковые, контактирующие с трубопроводом поверхности грузов вызывают повреждение изоляции при эксплуатационных перемещениях трубопровода, возникающих вследствие изменения режимов транспортирования по нему продукта или при изменении сезонных температур окружающего грунта. Кроме того, повреждение изоляции трубопровода вызывают мягкие пояса, соединяющие БГ, когда лобовое сопротивление грунта препятствует перемещению УБО совместно с трубопроводом. Возможно при этом и повреждение самих мягких поясов утяжелителей.

Для устранения указанного недостатка было предложено снабжать боковые поверхности балластирующих грузов УБО в зоне их контакта с боковой поверхностью трубопровода накладками из синтетических материалов (см. КАНЦИДАЛОВ Е.И. и др. «Балластировка трубопроводов утяжеляющими грузами УБО с использованием грунта в трассовых условиях», ЭИ «Линейное трубопроводное строительство», №4, 1986, стр. 9-12).

Известное решение требует организации специального производства на железобетонных заводах и, в то же время не исключает возможности отрыва накладок от боковой поверхности железобетонных блоков БГ в процессе их транспортирования к месту производства работ по балластировке трубопровода.

Известны защитные обертки или футеровочные маты для обеспечения сохранности изоляционного покрытия трубопровода от воздействия установленных на трубу железобетонных утяжелителей, представляющие собой предохранительный коврик из нетканого или другого синтетического материала толщиной не менее 3 мм. Длина коврика должна обеспечивать свисание его концов на 200 мм ниже горизонтальной оси трубопровода, а по ширине коврик должен выступать по 20 см за торцовые грани утяжелителя.

При использовании для балластировки газопровода утяжелителей типа УБО рекомендуется использовать коврик из двух слоев защитной обертки шириной по 500 мм каждый под силовые пояса (см. п.6.1. ТУ 102-300-81, «Утяжелители сборные железобетонные охватывающего типа УБО»).

Разработанными НГС "Оргпроектэкономика" «Технологическими картами на балластировку газопроводов железобетонными утяжелителями типа УБО», предлагается комбинированная конструкция футеровочного мата. Для защиты изоляционного покрытия трубопровода под силовые пояса утяжелителя укладываются коврики шириной 50 см, на которые битумом наклеиваются деревянные маты из бруска 40×60 мм шириной 40 см, связанные проволокой диаметром 2 мм, поверх которых вновь выстилаются коврики из нетканого синтетического материала шириной 50 см.

Недостатком известного решения является высокий расход материалов, а также большая трудоемкость работ.

Известен футеровочный мат, представляющий собой коврик из двух слоев защитной обертки, ширина которого превышает ширину установленного на трубопровод железобетонного утяжелителя, а длина обеспечивает свисание его концов с обеих сторон на 200 мм ниже горизонтальной оси трубы (См. ТУ 102-421-86 "Утяжелители железобетонные болотные клиновидные типа I-УБК-м").

Основными недостатками данного известного технического решения является значительный расход синтетического материала, а также недостаточная надежность работы конструкции, так как изготовление футеровочных матов производится не только в базовых, но и в трассовых условиях, что в ряде случаев не обеспечивает выполнения требований проектной документации.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является известное из уровня техники устройство для защиты изоляционного покрытия балластируемых пойменных и заболоченных участков подземных трубопроводов - «футеровочный мат» (см. RU 2123148 С1, 10.12.1998).

Известный футеровочный мат для обеспечения защиты изоляционного покрытия трубопровода от повреждений выполнен в виде коврика из двух слоев защитной обертки или нетканого синтетического материала, обеспечивающего свисание его концов на 200 мм с обеих сторон трубы ниже горизонтальной ее оси, представлен в виде решетчатой конструкции и содержит два прямоугольных многослойных «ложемента» - опорные площадки из синтетических материалов, обеспечивающие защиту изоляционного покрытия трубопровода в зонах его непосредственного контакта с БГ, а также, как минимум, два размещенных на концах коврика груза. Кроме того, известный футеровочный мат содержит несколько однослойных или многослойных мягких соединительных поясов, проходящих через опорные «ложементы», закрепленных на них и формирующих решетчатую конструкцию футеровочного мата. При этом длина каждого соединительного пояса равна сумме расстояний между опорными «ложементами» и удвоенной ширине «ложемента».

В случаях, когда забалластированный трубопровод имеет в процессе эксплуатации значительные продольные перемещения, предусмотрено покрытие ложементов известного футеровочного мата антифрикционным материалом, например фторопластом, а при необходимости утолщения ложементов на них устанавливаются дополнительные ребра из резины, нетканых синтетических материалов, технических тканей и т.п. материалов.

Недостатком известного решения является использование разнородных материалов, например фторопласта, резины, синтетических материалов.

Кроме того, использование известного решения в обводненной траншее затруднено, так как уложенный на трубопровод футеровочный мат не может погрузиться без применения специальных грузов, размещаемых на его концах.

Учитывая вышеизложенное, ставится задача усовершенствования конструкции футеровочного мата, а также обеспечения комплектной навески БГ и футеровочных матов при балластировке трубопроводов в сложных условиях.

Задачей изобретения является создание устройства, обеспечивающего надежное и фиксированное положение МФ под БГ на трубопроводе при его сооружении и в течение периода эксплуатации трубопровода, позволяющее защитить от повреждений изоляцию трубопровода, защитить мягкие соединительные пояса БГ от истирания при эксплуатационных подвижках трубопровода, упрощающее конструкцию и технологию изготовления футеровочных матов, а также обеспечивающего комплектное решение установки на трубопровод футеровочных матов и БГ.

Указанная задача решается тем, что футеровочный мат (МФ) под балластирующие грузы (БГ) - железобетонные, клиновидные, охватывающего типа утяжелители для балластировки трубопроводов, располагается на наружной поверхности трубопровода в местах размещения на нем БГ и содержит изготовленный из полимерного, эластичного, долговечного в грунте материала коврик, который выполнен в виде прилегающего к трубопроводу одно-, двух- или многослойного полотнища и содержит элементы для соединения его с балластирующими грузами. В частном случае коврик выполнен в виде рукава.

Кроме того, продольные относительно трубопровода размеры коврика превышают соответствующие размеры опирающихся на него БГ.

В частных случаях выполнения МФ обращенная к утяжелителю поверхность коврика снабжена выполненными из полимерного материала опорными площадками (ОП), размещенными на расположенных вдоль трубопровода краях коврика или обращенная к трубопроводу поверхность коврика снабжена выполненными из полимерного материала ОП, размещенными на расположенных вдоль трубопровода краях коврика.

Указанная задача также решается тем, что ОП пришиты к поверхности образующего коврик полотнища или вложены в образующий коврик рукав и прошиты.

При этом элементы для соединения МФ с БГ выполнены в коврике в виде симметрично расположенных вдоль трубопровода пар щелевых прорезей, предназначенных для размещения в них соединительных поясов БГ, а число пар щелевых прорезей равно числу соединительных поясов БГ, причем размер щелевых прорезей не превышает ширины соединительных поясов БГ, а расстояние вдоль трубопровода между парами щелевых прорезей не превышает расстояния между соединительными поясами БГ, при этом средняя и концевые части соединительных поясов располагаются над МФ.

Кроме того, элементы для соединения МФ с БГ клиновидного типа выполнены в виде симметрично расположенных пар гибких связей, закрепленных на поперечных трубопровода краях ковриков, при этом расстояние между указанными гибкими связями не превышает расстояния между монтажными петлями БГ.

В частном случае выполнения МФ продольные относительно трубопровода размеры ОП составляют не менее длины опирающегося на них БГ, а каждый из ОП образован из предварительно отогнутых краев полотнища коврика с последующей их прошивкой или ОП образованы из набора лент, пришитых к полотнищу коврика.

Кроме того, прилегающий к трубопроводу коврик и пришитые к нему ОП выполнены из полипропилена или из нетканого синтетического материала (НСМ).

Изобретение иллюстрируется графическим материалом, где на фиг.1 представлен продольный разрез трубопровода с балластирующим утяжелителем клинового типа; на фиг.2 - то же, поперечный разрез; на фиг.3 - поперечный разрез трубопровода с МФ, установленным под железобетонным утяжелителем типа УБО, на фиг.4 - футеровочный мат, где следующими позициями обозначены:

1 - трубопровод;

2 - траншея;

3 - БГ клиновидного типа;

4 - БГ железобетонные, типа УБО или I-УБК-м;

5 - соединительный пояс БГ;

6 - футеровочный мат;

7 - коврик;

8 - опорные площадки;

9 - щелевые прорези;

10 - гибкая связь;

11 - отогнутый край МФ;

12 - монтажные петли;

13 - грунт засыпки.

Трубопровод 1, уложенный в траншею 2, закрепляют на проектных отметках, для чего на трубопровод в зависимости от местных условий устанавливают балластирующие грузы (БГ) различного типа, например, - клинового и охватывающего типа утяжелители 3 или железобетонные 4 типа УБО, I-УБК-м.

На трубопровод 1 в местах установки на него с расчетным шагом (по проекту) БГ 3 или 4 для обеспечения надежной защиты от повреждений изоляции трубопровода как при его сооружении, так и в период его эксплуатации, для защиты соединительных поясов 5 БГ (особенно мягких) от истирания при эксплуатационных подвижках трубопровода навешивают футеровочные маты (МФ) 6, гибкие коврики 7 которых располагаются под БГ в местах их опирания на трубопровод.

В частном случае гибкие коврики 7 в местах опирания БГ на трубопровод имеют опорные площадки 8.

Коврик 7 изготовлен из полимерного, эластичного, долговечного в грунте материала, выполнен в виде прилегающего к трубопроводу одно-, двух- или многослойного полотнища и содержит элементы для соединения его с БГ. В частном случае коврик выполнен в виде рукава.

Опорные площадки (ОП) 8 пришиты к поверхности образующего коврик полотнища или вложены в образующий коврик рукав и прошиты.

В частных случаях выполнения МФ обращенная к утяжелителю поверхность коврика снабжена выполненными из полимерного материала опорными площадками (ОП), размещенными на расположенных вдоль трубопровода краях коврика или же обращенная к трубопроводу поверхность коврика снабжена выполненными из полимерного материала ОП, размещенными на расположенных вдоль трубопровода краях коврика.

Продольные относительно трубопровода размеры коврика МФ превышают соответствующие размеры опирающихся на него БГ, а поперечные трубопроводу размеры ковриков превышают половину длины окружности наружной поверхности изолированного трубопровода и не превышают длины окружности наружной поверхности изолированного трубопровода, предпочтительно не превышают 5/6 ее длины.

В частном случае выполнения МФ каждый из ОП образован из предварительно отогнутых краев полотнища коврика с последующей их прошивкой или ОП образованы из набора лент, пришитых к полотнищу коврика.

Кроме того, прилегающий к трубопроводу коврик и пришитые к нему ОП выполнены из полипропилена или из нетканого синтетического материала (НСМ).

При этом элементы для соединения МФ с БГ выполнены в коврике в виде симметрично расположенных вдоль трубопровода пар щелевых прорезей 9, предназначенных для размещения в них соединительных поясов 5 БГ, а число пар прорезей равно числу соединительных поясов БГ.

Размер щелевых прорезей не превышает ширины соединительных поясов БГ, а расстояние вдоль трубопровода между парами прорезей не превышает расстояния между соединительными поясами БГ.

Перед установкой БГ на трубопровод, вне траншеи, соединительные пояса БГ типа УБО пропускают через щелевые прорези МФ, причем средняя и концевые части поясов располагаются над МФ.

При использовании для балластирования трубопровода БГ клиновидного типа МФ заводят в седловидную часть БГ, отгибают выступающие за торцы БГ края коврика и посредством гибких связей 10 закрепляют МФ на БГ, соединяя гибкие связи 10 с монтажными петлями 12 БГ. В собранном виде БГ совместно с МФ устанавливают на трубопровод с последующей засыпкой траншеи грунтом засыпки 13.

Футеровочные маты, изготовленные из полимерного материала и прошитые, обладают высокой механической прочностью и долговечностью в условиях эксплуатации, оставаясь достаточно эластичной конструкцией, что облегчает монтаж балластирующих грузов на трубопроводе.

Возможно использование МФ для защиты изоляции трубопроводов при использовании балластирующих устройств других типов, например, типа ПКБУ, КТ и других утяжелителей для балластировки трубопроводов.

Конструкция и материалы МФ обеспечивают надежное и фиксированное положение МФ под БГ на трубопроводе при его сооружении и в течение периода эксплуатации трубопровода, позволяют защитить от повреждений изоляцию трубопровода, защитить мягкие пояса БГ от истирания при эксплуатационных подвижках трубопровода, упрощают конструкцию и технологию изготовления МФ, а также обеспечивают комплектное решение установки на трубопровод футеровочных матов и БГ.