ГИБКИЙ ТРУБОПРОВОД

ГИБКИЙ ТРУБОПРОВОД
Решение относится к машиностроению, а именно, к конструкциям полимерно-металлических труб для транспорта под давлением различных сред, и может быть использовано в нефтяной, нефтегазодобывающей, нефтеперерабатывающей, химической и других областях промышленности.
Известны гибкие трубы ( а.с. СССР № 943 141, МПК б F 16 L 11/08, 1980 г., а.с, СССР - 1 222 968, МПК 6 F 16 L 11/08, БИ №13 86 г., а.с. СССР № 1348601, МПК 6 F 16 L 11/08, БИ №40, 87 г., патент РФ № 2049949, МПК 6 F 16 L 11/08, БИ № 34, 1995 г.) , содержащие внутреннюю герметизирующую камеру, на наружной поверхности которой, параллельно оси трубы, уложены грузонесущие элементы, каркас, например спиральный, и наружную защитную оболочку.
Общим недостатком гибких труб, имеющих фузонесущие элементы, расположенные вдоль оси трубы, является неравномерность их нагружения в процессе изготовления, монтажа на местности и при эксплуатации. Этот недостаток заложен уже в процессе их изготовления, т.к. невозможно обеспечить равномрность натяжения фузонесущих элементов при их укладке на поверхность герметизирующей камеры. Он усугубляется при намотке труб на барабан для последующей транспортировки и при укладке труб на местности, при монтаже трубопровода. Из-за неравномерности нафузки на элементы, в наиболее нафуженном элементе могут возникать напряжения ( и возникают ), приводящие к нарушению его целостности. В результате нафузка на трубу распределяется на меньшее число фузонесущих элементов и превышает расчетную величину. Это приводит к разрыву других элементов и , соответственно, к резкому падению прочности трубы в целом и возникновению аварийной ситуации на трубопроводе. Это представляет наибольшую опасность в процессе эксплуатации трубопровода в целом, т.к. такие трубопроводы предназначены для афессивных жидких и газовых сред под давлением.
Наиболее близким решением является конструкция гибкой трубы по свидетельству на полезную модель № 3633 МПК б F 16 L 11/08, БИ № 2, 97 г. Гибкая труба по данному решению включает внутреннюю полимерную камеру, проложенные на ее наружной поверхности, параллельно оси трубы фузонесущие элементы и наружную защитную оболочку, причем труба снабжена выравнивающим устройством. Это устройство предназначено для выравнивания нафузок на фузонесущие элементы.
Недостатком этой конструкции является малый диапазон перефузок, которые она может уравновесить, вызванный размером полостей, в которых расположены поршни, укрепленные на концах фузонесущих элементов. Размер этих полостей офаничен, т.к. при больших полостях прочность трубы снижается настолько, что прочность фузонесущих элементов уже не может обеспечить прочность трубы в целом.
Задачей, стоящей перед авторами, является разработка конструкции гибкого трубопровода повышенной прочности и экологической безопасности, без усложнения процесса ее изготовления, монтажа и эксплуатации и повышения его веса.
Поставленная задача решается предлагаемой конструкцией гибкого трубопровода. Гибкий трубопровод состоит из внутренней полимерной герметизирующей камеры, проложенных на ее наружной поверхности, параллельно оси трубопровода, грузонесущих элементов, наружной защитной оболочки и выравнивающих устройств для фузонесущих элементов. Выравнивающие устройства выполнены в виде установленных в торцах трубопровода цилиндров с хвостовиком. В
теле устройства выполнено радиальное отверстие с диаметром, соответствующим диаметру поперечного сечения фузонесущего элемента. Хвостовик выполнен с диаметром меньше диаметра цилиндра устройства на величину не менее двух диаметров поперечного сечения фузонесущего элемента. На внешнем торце устройства выполнено соединение для его осевого перемещения, а на боковой поверхности - продольные канавки для фиксирующих положение устройства вкладышей. Количество устройств должно соответствовать количеству фузонесущих элементов. На хвостовик может быть нанесена резьба с шагом, соответствующим диаметру поперечного сечения грузонесущего элемента. В торцах трубопровода, в местах установки устройств, выполнены канавки, по размеру и расположению соответствующие канавкам на боковой поверхности выравнивающих устройств. Выравнивающие устройства могут располагаться на обоих торцах трубопровода.
Предлагаемая конструкция позволит компенсировать любую разницу длин фузонесущих элементов и в результате;
предотвратит разрыв отдельных, наиболее нафуженных элементов, последовательно один за другим, из-за их перефузки;
предотвратит скручивание трубы вдоль оси из-за неравномерности нафузки фузонесущих элементов;
предотвратит сдвиг слоев гибкой трубы вдоль оси и последующее ее расслаивание при изготовлении, транспортировке и монтаже трубопровода;
позволит откорректировать нагрузку на элементы как при изготовлении трубопровода, так и при его транспортировке и монтаже на месте, с учетом рельефа местности.
На фиг. 1 приведен общий вид предлагаемой конструкции гибкой трубы; на фиг. 2 вид установленного устройства сверху.
ную наружную оболочку 4 и элементы крепления участков трубопровода между собой 5. Выравнивающее устройство состоит из цилиндра 6 с отверстием 7, хвостовиком 8, канавками 9 и вкладышами к ним 10. На внешнем торце устройства - соединение 11 для осевого перемещения устройства, например с помощью динамического ключа.
Работа устройства обеспечивается следующим образом.
Для выравнивания длины грузонесущих элементов 2, в элементах крепления труб 5, например фланцах, выполняют отверстия для установки выравнивающих устройств 6. Отверстия могут быть выполнены во фланцах с обеих сторон трубы, но на каждый грузонесущий элемент должно приходиться хотя бы одно устройство. Конец фузонесущего элемента 2 вставляют в отверстие 7 в устройстве. Надевают динамический ключ на соединительный элемент 11 и вращая его, накручивают фузонесущий элемент на хвостовик 8. Для удобства на хвостовик может быть нанесена винтовая резьба. Шаг резьбы и диаметр отверстия в устройстве должны соответствовать диаметру поперечного сечения фузонесущего элемента. После окончания операции выравнивания, в канавку 9 вставляют, до упора, вкладыш 10 и таким образом фиксируют положение устройства, предотвращая разматывание фузонесущего элемента. Для повышения надежности фиксации положения устройства 6, в теле фланца 5 могут быть выполнены канавки, по размерам и расположению соответствующие канавкам 9 устройства для выравнивания. Второй конец элемента 2 может быть снабжен еще одним выравнивающим устройством или закреплен стабильно. При необходимости, например при монтаже трубопровода на месте, вкладыши могут быть извлечены и операция выравнивания длины фузонесущих элементов повторена. Устройства для выравнивания длины фузонесущих элементов, при достаточной толщине стенок гибкого трубопровода, могут быть установлены и в теле трубы, но в этом случае снижаются показатели ее прочности и надежности.
Как показали испытания, данная конструкция позволит повысить надежность, срок службы, прочность каждого участка смонтированного трубопровода и всего трубопровода в целом, что, кроме всего прочего, окажет положительное влияние на экологическую обстановку на всем протяжении смонтированного трубопровода, причем без значительных затрат при его изготовлении, повышения веса труб и усложнения условий эксплуатации.