Секция трубопровода

Полезная модель относится к области непрерывного мониторинга технического состояния магистрального трубопровода (трубопровода), предназначенного для транспортировки газообразных и жидких веществ и может быть использовано на магистральных трубопроводах (газопроводах) с целью защиты датчиков и их проводников от влияния внешней среды.
Одной из задач, решаемых при строительстве и эксплуатации магистральных трубопроводов, является контроль и оценка технического состояния трубопроводов с целью прогнозирования работоспособности их путем размещения на наружной поверхности трубы датчиков.
В процессе эксплуатации магистральные трубопроводы подвергаются комплексному воздействию со стороны агрессивных коррозийных компонентов окружающей среды, давления грунта, а также силовых геодинамических процессов, происходящих в зонах прокладки трубопровода. Поэтому для обеспечения возможности выполнения оценки технического состояния трубопровода в течение всего периода его эксплуатации требуется выполнять эффективную защиту датчиков и их проводников от внешних воздействий.
Наиболее близким к заявленной полезной модели по технической сущности и взятым за прототип является изобретение «Устройство защиты датчиков деформации на магистральном трубопроводе» (Патент РФ №2215927 от 10.01.2017 г.). В известном техническом решении для мониторинга технического состояния магистрального трубопровода датчики установлены на поверхности магистрального трубопровода в защитных кожухах, которые примотаны к трубопроводу. Каждый защитный кожух имеет отверстие для вывода проводников датчика на наружную поверхность трубопровода.
Недостатком данного технического решения является сложность обеспечения герметичного крепления защитных кожухов к поверхности подвергаемой мониторингу трубы, заключающаяся в необходимости трудоемкой технологической операции примотки кожухов к секции трубопровода, требующей наличия намоточного станка, обеспечивающего необходимый уровень контактного давления в уплотняемых поверхностях, или же в необходимости обеспечить технологический процесс вулканизации эластичной прокладки.
Кроме того, в известном техническом решении от каждой группы датчиков, размещенной под защитным кожухом, через отверстие в нем выходит кабель. Большое количество кабелей затрудняет условия монтажа системы в полевых условиях, особенно, когда возникает необходимость мониторить техническое состояние трубопровода на относительно протяженном его участке, путем соединения нескольких подобных секций, расположенных последовательно друг за другом.
В нефтяной и газовой промышленности для защиты труб от коррозии непосредственно на поверхность трубы наносится коррозионностойкое покрытие, например, эпоксидный праймер, которое довольно легко повреждается как в процессе изготовления труб, так при их транспортировке и монтаже. Для защиты коррозионностойкого покрытия от внешних механических повреждений поверх него наносят внешнее защитное покрытие, например, из полиэтилена.
Установка датчиков на защитное покрытие приводит к тому, что датчик практически перестают функционировать или передают искаженную информацию о состоянии трубопровода, что сводит на нет смысл мониторинга подобного трубопровода.
Технической проблемой предлагаемой полезной модели является обеспечение защиты установленных на трубопроводе датчиков и проводников, подключенных к выходному кабелю, от влияния внешней среды и повышение технологичности изготовления защиты датчиков и монтажа секции труб в полевых условиях.
Технический результат заключается в повышении надежности работы датчиков за счет защиты их от влияния внешней среды и упрощение технологии изготовления и монтажа.
Технический результат достигается, за счет того, что секция трубопровода, содержащая трубу с защитным наружным покрытием, датчики с проводниками, закрепленные на поверхности трубы в защитных кожухах, причем в защитном кожухе одного из датчиков выполнено отверстие для выходного кабеля, эластичную прокладку, расположенную между защитными кожухом и поверхностью трубы, эластичная прокладка выполнена из адгезионного состава, на трубе в местах установки датчиков на всю толщину наружного покрытия выполнены окна, соединенные между собой выполненными в наружном покрытие штробами, в которые уложены проводники от датчиков с подключением их к выходному кабелю, установленному в отверстие одного из защитных кожухов, причем штробы с проводниками заполнены защитным составом.
В отверстие для выходного кабеля защитного кожуха может быть установлен гермоввод.
Отличительные признаки технического решения являются существенными:
- Выполнение окон на трубе в местах установки датчиков на всю толщину наружного покрытия позволит установить датчики непосредственно на поверхность трубы, что позволит обеспечить достоверность получаемой информации. Датчики на трубе могут быть прикреплены, например, сваркой, клеевым составом.
- Размещение проводников датчиков в штробы и заполнение штроб с проводниками защитным составом позволит защитить проводники от воздействия на них внешней окружающей среды.
- Соединение окон между собой штробами, в которых уложены проводники от датчиков, позволит собрать их все под одним защитным кожухом, что в свою очередь позволит подсоединить их к одному выходному кабелю, тем самым уменьшить количество кабелей на поверхности трубы и повысить технологичность монтажа.
- Установка гермоввода в отверстие для выходного кабеля защитного кожуха позволит надежно зафиксировать кабель в отверстии и защитить датчики, закрепленные под защитным кожухом с отверстием от проникновения от атмосферных осадков и влаги.
- Выполнение эластичной прокладки из адгезионного состава позволит обеспечить высокотехнологичное и высокопрочное соединение между защитным кожухом и трубой и при этом исключить влияние кожуха на жесткость зоны, подвергаемой измерениям.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 показан общий вид секции трубопровода с защитными кожухами; на фиг.2 - вид на секцию трубопровода сбоку.
На фиг.3 представлен продольный разрез секции трубопровода с защитным кожухом. Секция трубы содержит трубу 1, защитное наружное покрытие 2, датчики 3 с проводниками 4, защитные кожухи, состоящие из корпуса 5 и крышки 6, в одном из которых выполнено отверстие 7 для выхода кабеля 8, гермоввод 9, эластичную прокладка 10, окна в защитном покрытии 11, штробы 12 и защитный состав 13.
На фиг.4 показана развертка секции трубопровода с выполненными в защитном наружном покрытии окнами 11 и соединяющими их штробами 12.
На фиг.5 показано поперечное сечение штробы уложенными в ней проводниками 4 и защитным составом 13.
На фиг.6 показана общая схема расположения окон с защитными кожухами 5, кабелем 8 и гермовводом 9, при этом крышки кожухов условно не показаны.
Особенность подготовки секции трубопровода к работе заключается в следующем.
На трубе 1 в местах установки датчиков 3 на всю толщину наружного покрытия 2 выполняют окна 11 путем удаления части наружного защитного покрытия. Датчики монтируют непосредственно на поверхность трубы в зоне окна, а концы датчиков соединяют с проводниками 4. Между окнами 11 выполняют штробы 12, в которые укладывают проводники от датчиков, так, чтобы концы всех проводников собирались в одном из окон, а сами штробы заполняются защитным составом 13. На трубе над окнами с датчиками устанавливают защитные кожухи. Между защитными кожухами и поверхностью трубы устанавливают эластичные прокладки 10 из адгезионного материала. В отверстие 7 защитного кожуха устанавливается гермоввод 9 с кабелем 8, концы проводников которого соединяются с концами проводников 4, идущих от датчиков 3.
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность работы датчиков и их проводников, устанавливаемых на трубопроводе, за счет защиты их от влияния внешней среды. Кроме того, уменьшение количества кабелей, проходящих по поверхности трубы, позволяет повысить технологичность монтажа трубопровода, комплектуемого из данных секций.