Устройство для контроля за возникновением аварийных утечек нефти и нефтепродуктов из трубопроводов, выполненных в защитных футлярах
DEVICE FOR MONITORING OCCURRENCE OF EMERGENCY LEAKS OF OIL AND OIL PRODUCTS FROM PIPELINES MADE IN PROTECTIVE CASES

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов и может быть использовано для контроля за целостностью участков трубопроводов, выполненных в защитных футлярах.
Для обеспечения безопасной эксплуатации магистральных трубопроводов нефти и нефтепродуктов важное значение имеет своевременное определение факта возникновения аварийных утечек на наиболее ответственных участках, выполненных с заключением трубопроводов в защитные футляры.
При рассмотрении технической литературы выявлен ряд технических решений, относящихся к указанной проблематике.
Известен магистральный трубопровод, содержащий основной трубопровод, выполненный по типу труба в трубе, с разделенным на герметичные полости межтрубным пространством, соединенную трубопроводом с герметичными полостями герметичную емкость для сбора транспортируемого продукта при его утечках, датчик сигнализации наличия утечек, выведенный на пульт управления, винтовую вставку, установленную в каждой герметичной полости (авторское свидетельство на изобретение SU 1788386, кл. F17D 5/04, опубл. 15.01.1993 г., бюл. №2).
Недостатками данного технического решения являются:
сложность конструкции, заключающаяся в выполнении герметичных полостей в межтрубном пространстве, использовании герметичной емкости для сбора транспортируемого продукта при его утечках;
необходимость применения дополнительных технических решений по недопущению искрообразования в линиях электропитания датчиков сигнализации наличия утечек для предотвращения возгорания газовоздушной смеси от возможных утечек из трубопровода горючей жидкости;
сложность обслуживания и контроля исправности датчиков утечки транспортируемой среды при размещении трубопровода на большой глубине и на участках пересечения естественных и искусственных преград.
Известна система контроля перехода трубопровода с устройством катодной защиты под авто- и железными дорогами, содержащая, в части обеспечения контроля за возникновением утечек, датчик утечки транспортируемой среды, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь напряжения, микропроцессор и рабочую станцию центра мониторинга, блок передачи цифровой информации по трубопроводу, аккумуляторную батарею со стабилизатором напряжения, преобразователь электрического сопротивления, фотоэлектрический модуль (патент на изобретение RU 2264578, кл. F16L 7/00, F16L 58/00, F17D 5/02, опубл. 20.11.2005 г., бюл. №32).
Недостатками данной системы являются:
сложность конструкции, заключающаяся в большом количестве применяемых электронных устройств, совместно работающих на контроль коррозии и напряженно-деформированного состояния трубопровода;
необходимость применения дополнительных технических решений по недопущению искрообразования в линиях электропитания датчиков утечки транспортируемой среды для предотвращения возгорания газовоздушной смеси от возможных утечек из трубопровода горючей жидкости;
сложность обслуживания и контроля исправности датчиков утечки транспортируемой среды при размещении трубопровода на большой глубине и на участках пересечения естественных и искусственных преград.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для обнаружения утечек в трубопроводах, содержащее коаксиально установленный с кольцевым зазором на металлической трубе металлический защитный кожух, выполненный составным из четырех дугообразно изогнутых поперек трубы металлических листов, края которых соединены между собой при помощи диэлектрической прокладки, а дугообразные края соединены между собой при помощи диэлектрического кольца, электрические контакты для металлического защитного кожуха и измерительный прибор с электрическими проводниками, подключенными к металлической трубе и к электрическим контактам металлического защитного кожуха для определения электрического сопротивления среды, находящейся в кольцевом зазоре (патент на изобретение RU 2599403, кл. F17D 5/04, G01M 3/16, опубл. 10.10.2016 г., бюл. №28).
Недостатками данного устройства являются:
недостаточная надежность составной конструкции защитного кожуха при больших давлениях в межтрубном пространстве от поступающих в него аварийных утечек перекачиваемого продукта;
необходимость применения дополнительных технических решений по недопущению искрообразования в линиях электропитания устройства для предотвращения возгорания газовоздушной смеси от возможных утечек из трубопровода горючей жидкости;
сложность обслуживания и контроля исправности датчиков утечки транспортируемой среды при размещении трубопровода на большой глубине и на участках пересечения естественных и искусственных преград.
Задача, решаемая в изобретении, заключается в устранении указанных недостатков путем реализации технического решения, обеспечивающего упрощение конструкции и повышение надежности и взрывобезопасности устройства для контроля за возникновением аварийных утечек на участках магистральных трубопроводов нефти и нефтепродуктов, выполненных в защитных футлярах.
Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности предотвращения образования опасных объемов аварийных утечек перекачиваемого продукта в межтрубном пространстве защитных футляров.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается в результате того, что, согласно изобретению, устройство для контроля за возникновением аварийных утечек нефти и нефтепродуктов из трубопроводов, выполненных в защитных футлярах, содержит кожух, жестко присоединенный к трубопроводу и первому по направлению перекачки концу защитного футляра, уплотнительный элемент, установленный между трубопроводом и защитным футляром на первом по направлению перекачки конце защитного футляра, герметизирующую манжету, закрепленную на втором по направлению перекачки конце защитного футляра и трубопроводе, кожух выполнен с возможностью размещения в его внутренней полости ходового узла, жестко установленного на трубопроводе под углом 90° к нему и оснащенного подвижно установленной в его внутренней полости подпружиненной заслонкой, запорного узла, закрепленного на боковой стороне ходового узла перпендикулярно рабочей поверхности заслонки и оснащенного подпружиненным засовом, конец которого в исходном положении помещается в выполненном в заслонке гнезде, а также шлангом, присоединенным к установленным в запорном узле и торцевом уплотнении штуцерам.
Изобретение поясняется фиг. 1-4.
На фиг. 1 схематично изображено устройство для контроля за возникновением аварийных утечек нефти и нефтепродуктов из трубопроводов, выполненных в защитных футлярах, общий вид;
На фиг. 2 схематично изображен кожух в разрезе в стадии отсутствия в межтрубном пространстве аварийных утечек перекачиваемого продукта, вид сбоку.
На фиг. 3 схематично изображен кожух в разрезе в стадии наличия в межтрубном пространстве аварийных утечек перекачиваемого продукта, вид сбоку.
На фиг. 4 схематично изображен кожух в разрезе в стадии наличия в межтрубном пространстве аварийных утечек перекачиваемого продукта, вид с торцевой части.
На фиг. фиг. 1-4 применены следующие обозначения:
1 - трубопровод;
2 - защитный футляр;
3 - кожух;
4 - ходовой узел;
5 - заслонка;
6 - ходовая пружина;
7 - гнездо;
8 - заглушка;
9 - запорный узел;
10 - засов;
11 - пята;
12 - пружина;
13 - шланг;
14 - штуцер;
15 - крышка;
16 - уплотнительный элемент;
17 - герметизирующая манжета.
Устройство для контроля за возникновением аварийных утечек нефти и нефтепродуктов из трубопроводов, выполненных в защитных футлярах, работает следующим образом.
В межтрубном пространстве между трубопроводом 1 и первым по направлению перекачки концом защитного футляра 2 устанавливают уплотнительный элемент 16 с размещенным в нем штуцером 14, а на втором по направлению перекачки конце защитного футляра 2 и трубопроводе 1 устанавливают герметизирующую манжету 17.
Во внутреннюю полость ходового узла 4 помещают заслонку 5, в центре которой выполняют гнездо 7 для размещения в нем в исходном положении засова 10, ходовую пружину 6, и закрывают верхнюю часть ходового узла 4 заглушкой 8. На боковой стороне ходового узла 4 на одной оси с выполненным в ней гнездом 7 выполняют отверстие (не показано) для засова 10, перпендикулярно рабочей поверхности заслонки 5 закрепляют запорный узел 9, во внутренней полости которого предварительно размещают пружину 12 и засов 10 с пятой 11 в его торцевой части, примыкающей к пружине 12. В нижней части запорного узла 9 между боковой стороной ходового узла 4 и пятой 11 в исходном положении, при котором засов 10 размещается в гнезде 7 заслонки 5, а нижняя часть заслонки 5 находится на уровне верхней части внутренней полости трубопровода 1, устанавливают штуцер 14, к которому присоединяют шланг 13, противоположный конец которого закрепляют на штуцере 14, установленном в уплотнительном элементе 16.
Ходовой узел 4 неподвижно закрепляют на трубопроводе 1, перед первым по направлению перекачки концом защитного футляра 2, под углом 90° к трубопроводу 1. К трубопроводу 1 и первому по направлению перекачки концу защитного футляра 2, над ходовым узлом 4, жестко присоединяют кожух 3, в верхней части которого герметично устанавливают крышку 15.
При возникновении аварийной утечки перекачиваемого продукта в межтрубном пространстве между защитным футляром 2, трубопроводом 1, уплотнительным элементом 16 и герметизирующей манжетой 17 под воздействием создаваемого при этом давления, передаваемого через штуцеры 14 и шланг 13 в пространство между боковой стороной ходового узла 4 и пятой 11, засов 10, преодолевая сопротивление пружины 12, выходит из выполненного в заслонке 5 гнезда 7. Заслонка 5 запорного узла 9 под воздействием ходовой пружины 6, опирающейся на заглушку 8, поступает во внутреннюю полость трубопровода 1. При этом во внутренней полости трубопровода 1, в месте установки ходового узла 4, возрастает местное сопротивление, в результате которого в трубопроводе 1 возрастает давление перекачиваемого продукта, которое фиксируется датчиками давления на перекачивающей станции (не показаны) с передачей управляющих команд на остановку перекачки и закрытие отсекающей запорной арматуры (не показана), установленной перед защитным футляром 2.
После устранения аварийной утечки перекачиваемого продукта открывают крышку 15 кожуха 3 и заглушку 8 ходового узла 4, перемещают заслонку 5 в исходное положение, закрывают крышку 15 кожуха 3 и заглушку 8 ходового узла 4.
Таким образом, в результате реализации предложенного технического решения обеспечивается повышение эффективности предотвращения образования опасных объемов аварийных утечек перекачиваемого продукта в межтрубном пространстве защитных футляров за счет упрощения конструкции и повышения надежности и взрывобезопасности устройства для контроля за возникновением аварийных утечек.