УСТРОЙСТВО ОПОРНО-НАПРАВЛЯЮЩЕЕ ДЛЯ ТРУБОПРОВОДА И ОПОРНЫЙ СЕГМЕНТ ДЛЯ НЕГО

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к области строительства трубопроводов, в частности, к защите трубопроводов, проложенных при пересечении автотрасс и железнодорожных путей, может использоваться при эксплуатации и установке трубопроводов в обсадных трубах. Более конкретно, настоящая полезная модель относится к опорно-направляющему диэлектрическому предохранительному устройству и к опорному сегменту для него.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
При пересечении трубопроводом автотрасс и железнодорожных путей трубопровод протаскивается внутри обсадной трубы (футляра). Для защиты трубопровода при протаскивании от механических повреждений, для облегчения протаскивания, а также для электрической изоляции тела трубопровода применяются опорно-направляющие предохранительные диэлектрические устройства.
Известно опорно-направляющее предохранительное устройство в виде кольца, предназначенное для защиты трубопроводов, проложенных при пересечении автотрасс и железнодорожных путей. Известное устройство состоит из соединенных между собой сегментов с опорными элементами, и отличается тем, что сегменты выполнены из полимерного материала за одно целое с опорными элементами, края опорных элементов скругленные, концы сегментов, выполненные в виде половин опорных элементов, соединены резьбовыми элементами с антикоррозионным покрытием, и имеют пазы для размещения резьбовых элементов. В центральных пазах опорных элементов размещена металлическая ленточная стяжка (описание патента на полезную модель RU 65607 U1, 10.04.2007). Указанное решение было принято в качестве ближайшего аналога (прототипа) заявленной полезной модели.
Устройство согласно прототипу имеет ряд недостатков. Конструкция сегментов и соединений между ними обуславливает фиксированный диаметр опорно-направляющего устройства в собранном состоянии. При производстве сегментов сложно обеспечить точность изготовления достаточную для плотного прилегания внутренней поверхности устройства к трубе и, соответственно, надежного крепления опорно-направляющего устройства к трубе. Для устранения указанного недостатка опорно-направляющее устройство дополнительно снабжают ленточной стяжкой. Однако в таком случае практически невозможно обеспечить плотное прилегание всей внутренней поверхности опорно-направляющего устройства к трубе. Таким образом, устройство согласно прототипу не обеспечивает надежного крепления на трубе и при его использовании возможно смещение устройства вдоль трубы и повреждение изоляционного покрытия трубы.
Кроме того, для сборки устройства применяется несколько болтовых соединений (для диаметра трубы 1420 мм - 12-14). Болтовые соединения подвергаются коррозии, и при большом их числе возрастает вероятность разрушения устройства в результате разрушения хотя бы одного болтового соединения. Также большое количество болтовых соединительных элементов требует значительное время на установку устройства на трубопровод. Дополнительным недостатком является то, что для производства устройств, предназначенных для разных диаметров трубы, необходима отдельная оснастка, что увеличивает ресурсоемкость производства.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Перед разработчиками настоящей полезной модели стояла задача создания опорно-направляющего устройства, которое бы обеспечивало более надежное закрепление устройства на трубе.
Указанная задача решается благодаря тому, что устройство 1 опорно-направляющее содержит соединенные между собой гибким стягивающим элементом сегменты, каждый из которых включает в себя основание 3, выполненное в виде профильно-погоннажного изделия, и по меньшей мере одно сквозное отверстие 4 для стягивающего элемента, выполненное в поперечном направлении, при этом по меньшей мере два сегмента дополнительно содержат по меньшей мере одну опорную часть 5, выполненную выступающей над внешней поверхностью основания 3. Сегменты, содержащие опорные части, далее будет называться опорные сегменты 2.
Дополнительным аспектом настоящего изобретения является опорный сегмент 2 опорно направляющего устройства 1, включающий в себя основание 3, выполненное в виде профильно-погоннажного изделия, которое содержит две боковые поверхности, по меньшей мере одна из которых выполнена с возможностью обеспечения шарнирного сочленения с поверхностью прилегающего сегмента опорно-направляющего устройства 1; по меньшей мере одну опорную часть 5, выступающую над внешней поверхностью основания 3; по меньшей мере одно сквозное отверстие 4 для стягивающего элемента, выполненное в поперечном направлении опорного сегмента 2. Такой профиль основания обеспечивает более надежную фиксацию сегментов опорно-направляющего устройства друг относительно друга.
Технический результат, достигаемый настоящей полезной моделью, заключается в повышении надежности закрепления опорно-направляющего устройства на трубе.
Кроме того, опорно-направляющее устройство, согласно настоящей полезной модели, требует значительно меньшего количества средств соединения, что уменьшает время, требуемое для установки, и увеличивает надежность соединения. Дополнительным преимуществом является то, что геометрические параметры сегментов устройства гораздо меньше зависят от диаметра трубы, для установки на которую оно предназначено - диаметр трубы определяет только количество сегментов и длину стягивающего элемента. Таким образом, одной оснастки достаточно для производства опорно-направляющих устройств на трубы разных диаметров, в том числе нестандартных.
Ниже наиболее предпочтительный вариант осуществления настоящей полезной модели будет более подробно описан со ссылкой на прилагаемые чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 и Фиг.2 изображают вид в перспективе опорного сегмента для опорно-направляющего устройства.
Фиг.3 изображает опорный сегмент опорно-направляющего устройства в поперечном разрезе через отверстие для стягивающего элемента.
Фиг.4 изображает опорный сегмент опорно-направляющего устройства в продольном разрезе через отверстие для стягивающего элемента.
Фиг.5 изображает вид спереди опорно-направляющего устройства, установленного на трубе.
Фиг.6 изображает вид в перспективе опорно-направляющего устройства, установленного на трубе.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
В наиболее предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения опорно-направляющее устройство 1 включает в себя соединенные между собой гибким стягивающим элементом сегменты, каждый из которых включает в себя основание 3, выполненное в виде профильно-погоннажного изделия, и предпочтительно два сквозных отверстия 4 для стягивающих элементов, выполненных в поперечном направлении сегмента. Под профильно-погоннажным изделием здесь понимается изделие с доминирующим размером по длине и определенным поперечным профилем.
В предпочтительном варианте осуществления боковые поверхности сегментов выполнены с возможностью обеспечения шарнирного сочленения с прилегающими поверхностями соседних сегментов опорно-направляющего устройства 1. Под шарнирным сочленением здесь понимается подвижное соединение частей, которое обеспечивает им вращательное движение вокруг общей оси.
Условие обеспечения шарнирного сочленения может выполняться благодаря тому, что поперечный профиль основания сегмента (как показано на Фиг.3) может быть с по меньшей мере одной стороны ограничен неограниченной геометрической фигурой, содержащей дугу, в частности поперечный профиль основания 3 сегмента может быть Сообразным, как это показано на прилагаемых чертежах. Форма основания 3 сегмента может быть аналогичной форме защитной рейки, раскрытой в заявке на изобретение RU 2011112750 поданной 01.04.2011.
По меньшей мере два из сегментов содержат по меньшей мере одну опорную часть, выступающую над внешней поверхностью основания, то есть являются опорными сегментами 2. Под внешней поверхностью основания 3 сегмента понимается поверхность, которая при установке устройства 1 на трубу противоположна поверхности сегмента, прилегающей к поверхности трубы.
Минимальное количество опорных сегментов 2 определяется из условия обеспечения устойчивого положения опорно-направляющего устройства 1 внутри обсадной трубы в зависимости от геометрических параметров трубы и устройства 1. Очевидно, что их количество может быть увеличено, однако при увеличении их количества может увеличиваться площадь соприкосновения опорно-направляющего устройства 1 с поверхностью обсадной трубы.
Для обеспечения лучшего скольжения опорно-направляющего устройства 1 внутри обсадной трубы опорные сегменты 2, могут быть выполнены так, что наиболее удаленный от основания 3 край опорной части 5 выполнен скругленным, например, так, как это показано на Фиг.4. Также для этого помимо/вместо скруглений могут быть выполнены фаски.
Основание 3 и опорная часть 5 опорных сегментов 2 могут быть выполнены из полимерного материала. В качестве полимерного материала может применяться полиамид, полиуретан, полиэтилен и пр. Необходимо отметить, что опорная часть 5 опорного сегмента 2 должна выполняться из материала, устойчивого к истиранию. Для снижения ресурсоемкости производства устройства может быть целесообразным выполнять опорную часть 5 из материала, более устойчивого к истиранию, чем материал основания 3. Таким образом, основание 3 может быть выполнено из полиуретана, а опорная часть 5 - из полиамида.
Для обеспечения электрической изоляции трубопровода материал сегментов устройства содержит диэлектрический материал, в качестве которого могут применяться вышеупомянутые полимерные материалы.
По меньшей мере один сегмент опорно-направляющего устройства 1, не содержащий опорных частей, может быть выполнен короче опорных сегментов 2, это снизит вес устройства и его материалоемкость. Для тех же целей по меньшей мере один сегмент опорно-направляющего устройства 1, не содержащий опорных частей, могут включать в себя отверстия, пустоты, поры или полости.
Стягивающий элемент, вмещаемый в сквозных отверстиях 4 для стягивающих элементов, может быть содержать металлический канат или трос.
Опорно-направляющее устройство 1 собирается из сегментов, скрепляемых посредством стягивающего элемента, пропущенного через отверстия 4 для стягивающих элементов. Количество сегментов определяется, исходя из диаметра трубопровода, для установки на который предназначено опорно-направляющее устройство 1. Для соединения концов стягивающего элемента друг с другом стягивающий элемент может содержать по меньшей мере одно средство соединения, такое как талреп, металлические крюки, карабин, петли, кольца, резьбовое соединение или любые другие известные средства соединения (не показаны).
Сегменты опорно-направляющего устройства могут быть изготовлены способом прямого (компрессионного) горячего прессования. При компрессионном прессовании предварительно подогретый материал загружают непосредственно в формующую полость нагретой до высокой температуры пресс-формы, после чего проводится смыкание пресс-формы, выдержка материала под давлением и отверждение.
То есть технологический процесс производства сегментов опорно-направляющего устройства может включать в себя следующие этапы: предварительное нагревание материала, загрузка материала, смыкание пресс-формы, подпрессовка, выдержка под давлением и отверждение, размыкание пресс-формы, извлечение изделия, очистка пресс-формы. Более подробно процесс производства описан в [«Основы технологии переработки пластмасс», Учебное пособие для ВУЗов, Власов С.В., Кандырин Л.Б., Кулезнев В.Н. и др.].
Для установки опорно-направляющего устройства 1 на трубопровод одно или несколько опорно-направляющих устройств 1 раскладываются вдоль плети трубопровода так, чтобы сегменты устройств были ориентированы вдоль направления укладки плети трубопровода, и чтобы опорные части 5 опорных сегментов были направлены относительно соответствующего опорного сегмента 2 от трубопровода. Затем опорно-направляющие устройства 1 оборачивают вокруг трубопровода, а концы стягивающих элементов и соединяют с помощью средств соединения. В случае, если средство соединения содержит талреп или другое аналогичное средство соединения, стягивающий элемент может быть дополнительно затянут вокруг конструкции и тем самым прижат к ней для обеспечения надежной фиксации устройства на конструкции.
Настоящая полезная модель подробно описана со ссылкой на предпочтительный вариант ее осуществления, однако очевидно, что она может быть осуществлена в различных вариантах, не выходя за рамки заявленного объема правовой охраны, определяемого формулой полезной модели.