ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕМОНТА ШАРОВОГО КРАНА ПОД ДАВЛЕНИЕМ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к вспомогательным запорным и герметизирующим средствам трубопроводов в нефтегазодобывающей (нефтегазотранспортной) промышленности и предназначена для ремонта шаровых кранов подземного исполнения под рабочим давлением газа в газопроводе.
Известно устройство для герметизации трубопровода при замене шарового крана, содержащее присоединяемый к крану корпус, размещенный в нем полый стержень с наружной резьбой и запорным органом на его конце и шток с гайкой, расположенный внутри стержня с возможностью осевого перемещения, причем гайка установлена с возможностью контакта с торцом стержня на конце штока, противоположном запорному органу, при этом устройство снабжено направляющей втулкой с внутренней резьбой, закрепленной в корпусе фиксатором осевого положения втулки, и дисковым элементом, установленном на внутреннем конце штока, запорный орган выполнен в виде цанговой втулки, охваченной эластичным уплотнительным кольцом, полый стержень со штоком ввернут в направляющую втулку, а дисковый элемент установлен с возможностью контакта с внутренней поверхностью цанговой втулки (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1560867, МПК F16K 43/00, публикация 30.04.1990).
Недостатком известного устройства является то, что ремонт (замена, герметизация) шарового крана возможен только, если свободен один из его концов, что весьма неудобно, а иногда и невозможно при ремонте шаровых кранов, стоящих в действующем трубопроводе, особенно подземного исполнения и большого диаметра.
Кроме этого, известное устройство способно герметизировать только незначительное давление среды, поскольку в его конструкции отсутствуют элементы, компенсирующие осевую силу от давления среды в положении, когда корпус устройства и заменяемый кран демонтированы (кроме силы трения эластичного уплотняющего кольца о внутреннюю поверхность трубопровода, которая ограничена допускаемым контактным напряжением и коэффициентом трения соответствующих поверхностей).
Известно устройство для смены задвижек на устье скважины под давлением, содержащее опорную плиту с осевыми каналами, связанный с ней направляющими винтами узел крепления к фонтанной арматуре в виде разъемного фланца, размещенный в центральном осевом канале опорной плиты полый шток с установленным внутри него пакером с приводным валом, механизм герметизации штока относительно корпуса задвижки с фланцем, уплотнительным элементом, грундбуксой, нажимной крышкой и установленная в опорной плите упорная гайка, при этом устройство снабжено дополнительной опорной плитой с осевыми каналами, установленной параллельно основной плите на направляющих винтах со стороны, противоположной разъемному фланцу, причем основная опорная плита в продольной плоскости, шток и приводной вал в поперечной выполнены разъемными, направляющие винты размещены в осевых каналах дополнительной опорной плиты, а приводной вал - в ее центральном осевом канале (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1756533, МКП Е21В 33/03, публикация 23.08.1992).
Недостатком этого известного устройства является то, что смена задвижки возможна только, если свободен один из ее концов, что весьма неудобно, а иногда и невозможно при ремонте трубопроводной арматуры (задвижек, шаровых кранов и пр.), стоящих в действующем трубопроводе, особенно подземного исполнения и большого диаметра.
Кроме этого известное устройство не обеспечивает работу (функционирование) отводящего трубопровода в процессе ремонта, восстановления герметичности либо смены задвижки.
Известно устройство для смены задвижек фонтанной арматуры на устье скважин под давлением, состоящее из корпуса, опорной плиты, ходового винта, полого штока, пакера, стержня и разъемных штанг при этом устройство снабжено узлом компенсации выталкивающих сил скваженной среды, выполненным в виде гидроцилиндра, роль поршня в котором выполняет полый шток с пакером, перемещающийся поступательно по ходовому винту при его вращении за счет запрессованной в шток гайки, воспринимающий выталкивающие силы скважинной среды и компенсирующий их за счет давления нагнетаемой в гидроцилиндр рабочей жидкости, а также узлом отрыва блока задвижек, состоящим из жестко скрепленного с корпусом кронштейна, возвратно-поступательное движение которого обеспечивается с помощью гаек, установленных на резьбовых частях разъемных штанг (см. описание изобретения к патенту РФ №2149979, МПК Е21В 33/03, публикация 27.05.2000).
Недостатком этого известного устройства является то, что смена задвижки возможна только, если свободен один из ее концов, что весьма неудобно, а иногда и невозможно при ремонте трубопроводной арматуры (задвижек, шаровых кранов и пр.), стоящих в действующем трубопроводе, особенно подземного исполнения и большого диаметра.
Кроме этого известное устройство не обеспечивает работу (функционирование) отводящего трубопровода в процессе ремонта, восстановления герметичности либо смены задвижки.
Известно устройство для смены задвижек под давлением, содержащее размещенные параллельно разъемную и неразъемную опорные траверсы с осевыми отверстиями, связанный с ними узел крепления к арматуре, размещенный в центральном осевом отверстии разъемной траверсы составной полый шток с размещенным в нем и центральном осевом отверстии разъемной траверсы составным приводным валом, закрепленный на полом штоке на резьбе пакер, механизм герметизации полого штока относительно корпуса задвижки, содержащий корпус с фланцем, уплотнительный элемент, грундбуксу и нажимную резьбовую крышку, установленную на неразъемной траверсе опорную гайку, при этом устройство снабжено герметизирующей катушкой, содержащей корпус с фланцами, уплотнительный элемент и нажимную кольцевую гайку, узел крепления к арматуре выполнен в виде разъемной плиты, которая установлена на трубе, и снабжен двумя разъемными хомутами, жестко закрепленными на трубе зубчатыми сухарями (см. описание изобретения к патенту РФ №2201547, МПК F16K 43/00, публикация 27.03.2003).
Недостатком этого известного устройства является то, что смена задвижки возможна только, если свободен один из ее концов, что весьма неудобно, а иногда и невозможно при ремонте трубопроводной арматуры (задвижек, шаровых кранов и пр.), стоящих в действующем трубопроводе, особенно подземного исполнения и большого диаметра.
Кроме этого известное устройство не обеспечивает работу (функционирование) отводящего трубопровода в процессе ремонта, восстановления герметичности либо смены задвижки.
Задачей заявляемой полезной модели является обеспечение безопасного ремонта шарового крана подземного исполнения, установленного на действующем газопроводе, находящемся под рабочим давлением и не прекращающем транспортировку газа. В частности обеспечение ремонта, связанного с демонтажем колонны и заменой уплотнения шпинделя привода шарового крана, при котором требуется отвести в сторону от колонны находящиеся под рабочим давлением трубопроводы отбора газа, состоящие из отдельных патрубков, соединенных между собой и корпусом шарового крана при помощи резьбовых ниппельных соединений.
Поставленная задача решается применением двух вариантов заявляемой полезной модели на соответствующих резьбовых ниппельных соединениях: прямых и угловых трубопроводов отбора газа шарового крана.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в следующем.
Предохранительное устройство для ремонта шарового крана под давлением, содержащее две параллельные одинаковые плиты с накладками, шпильки с шайбами и гайками, при этом накладки к плитам прикреплены болтами, а на плитах и накладках выполнены крепежные отверстия и пазы, соответствующие наружному диаметру сопрягаемой части ниппеля прямого резьбового соединения трубопровода.
Предохранительное устройство для ремонта шарового крана под давлением, содержащее две параллельные плиты с накладкой, шпильки с шайбами и гайками, при этом накладка к верхней плите прикреплена болтами, на верхней плите и накладке выполнены крепежные отверстия и пазы, соответствующие наружному диаметру сопрягаемой части ниппеля углового резьбового соединения трубопровода, а на нижней плите установлено центрирующее кольцо.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где
на фиг.1 изображено предохранительное устройство для ремонта шарового крана под давлением, общий вид, оба варианта;
на фиг.2 изображено предохранительное устройство для ремонта шарового крана под давлением, по первому варианту, сечение А-А;
на фиг.3 - тоже, по второму варианту, сечение Б-Б;
на фиг.4 - тоже, по обоим вариантам, вид сверху (вид В).
По первому варианту, устройство содержит две параллельные одинаковые плиты 1 с накладками 2, шпильки 3 с шайбами 4 и гайками 5. Накладки к плитам крепятся болтами 6. Для обеспечения монтажа и центрирования устройства на трубопровод 7 без разъединения последнего на плитах и накладках выполнены крепежные отверстия и пазы 8, соответствующие наружному диаметру сопрягаемой части ниппеля 9 прямого резьбового соединения 10 трубопровода 7.
По второму варианту, устройство содержит две параллельные плиты 1 и 11 с накладкой 2, шпильки 3 с шайбами 4 и гайками 5. Накладка 2 к плите 1 крепится болтами 6. Для обеспечения монтажа и центрирования устройства на трубопровод 12 без разъединения последнего на плите 1 и накладке 2 выполнены крепежные отверстия и пазы 8, соответствующие наружному диаметру сопрягаемой части ниппеля 13 углового резьбового соединения 14 трубопровода 12. Для обеспечения центрирования плиты 11 относительно штуцера 15 углового резьбового соединения 14 трубопровода 12 на плите 11 устанавливается центрирующее кольцо 16.
Безопасный ремонт шарового крана подземного исполнения, установленного на действующем газопроводе, находящемся под рабочим давлением и не прекращающем транспортировку газа производят следующим образом.
На трубопровод отбора газа 7 ремонтируемого шарового крана 17, имеющий прямое ниппельное резьбовое соединение 10, устанавливают устройство для ремонта шарового крана под давлением по первому варианту: плиты 1 устанавливают параллельно друг другу на выступающие из под накидных гаек 18 концы ниппелей 9 и закрепляют на них накладками 2 и болтами 6, после чего плиты стягивают при помощи шпилек 3, шайб 4 и гаек 5 с оставлением между плитами и внешними торцами гаек 18 необходимого зазора, откручивают ближнюю к патрубку 7 накидную гайку 18 на 0,5…1 оборот, производя безопасное кратковременное расслабление ниппельного соединения, поворачивают освободившийся патрубок 7 вокруг оси на 45°-90°, отводя его противоположный конец в сторону от колонны 19 и вновь закручивают накидную гайку 18, производя затяжку ниппельного соединения. После чего возможен демонтаж колонны 19, ее ремонт, а также ремонт удлинителя 20 и замена уплотнения 21 шпинделя привода шарового крана. После ремонта детали и узлы шарового крана устанавливаются в обратном порядке, колонна 19 монтируется на место, а трубопровод отбора газа 7 возвращается в штатное положение после ослабления накидной гайки 18, поворота патрубка 7 в исходное положение и окончательной затяжки ниппельного соединения 10. После чего устройство для ремонта шарового крана под давлением демонтируется с трубопровода отбора газа.
На трубопровод отбора газа 12 ремонтируемого шарового крана 17, имеющий угловое ниппельное резьбовое соединение 14, устанавливают устройство для ремонта шарового крана под давлением по второму варианту: плиты устанавливают параллельно друг другу, причем плиту 1 на выступающий из под накидной гайки 22 конец ниппеля 13 и закрепляют на нем накладкой 2 и болтами 6, а плиту 11 размещают под штуцером 15 с центрированием по кольцу 16, после чего плиты стягивают при помощи шпилек 3, шайб 4 и гаек 5 с оставлением между плитами и внешними торцами гайки 22 и штуцера 15 необходимого зазора, откручивают накидную гайку 22 на 0,5…1 оборот, производя безопасное кратковременное расслабление ниппельного соединения, поворачивают освободившийся патрубок 12 вокруг оси на 45°-90°, отводя его противоположный конец в сторону от колонны 19 и вновь закручивают накидную гайку 22, производя затяжку ниппельного соединения. После чего возможен демонтаж колонны 19, ее ремонт, а также ремонт удлинителя 20 и замена уплотнения 21 шпинделя привода шарового крана. После ремонта детали и узлы шарового крана устанавливаются в обратном порядке, колонна 19 монтируется на место, а трубопровод отбора газа 12 возвращается в штатное положение после ослабления накидной гайки 22, поворота патрубка 12 в исходное положение и окончательной затяжки ниппельного соединения 14. После чего устройство для ремонта шарового крана под давлением демонтируется с трубопровода отбора газа.
Заявленная полезная модель позволяет ремонтировать под рабочим давлением шаровые краны большого диаметра подземного исполнения, имеющие колонны, трубопроводы отбора газа и сброса конденсата и стоящие в действующем трубопроводе.
Ремонт под давлением, связанный с демонтажем колонны, возможен только при обеспечении безопасного отвода трубопроводов отбора газа от колонны.
Безопасность отвода обеспечивается тем, что предохранительное устройство для ремонта шарового крана под давлением, установленное на резьбовое ниппельное соединение трубопроводов отбора газа, исключает возможную полную разгерметизацию ниппельного соединения при его расслаблении или затяжке даже в случае срыва резьбы накидной гайки или штуцера. В случае возникновения частичной разгерметизации, устройство обеспечивает возможность восстановления герметичности ниппельного соединения путем сжатия деталей ниппельного соединения плитами за счет затяжки шпилечных гаек устройства и восстановления штатной величины упругой деформации сопрягаемых деталей ниппельного соединения.