Устройство для подводного ремонта трубопровода
DEVICE FOR UNDERWATER REPAIR OF PIPELINE

Изобретение относится к строительству и ремонту линейной части трубопроводов, преимущественно находящихся под водой.
Известна «УСТАНОВКА ДЛЯ РЕМОНТА И МОНТАЖА ПОДВОДНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ НА РЕКАХ» (полезная модель №25563, МПК F16L 1/00, опублик. 10.10.2002 г.), включающая герметичную разъемную камеру с окнами для трубы, выполненными с торцевых сторон, лазовую шахту, выходящую за уровень воды, уплотнительные элементы для герметизации места сопряжения трубопровода с окнами.
Недостатком данной установки является то, что установка имеет большие транспортные габариты и вес, велики риски загрязнения окружающей среды и деформации трубопровода, к которому она закрепляется.
Задачей изобретения является облегчение конструкции, снижение рисков загрязнения окружающей среды.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для подводного ремонта трубопровода, состоящего из герметичной камеры с отверстиями для входа и выхода трубопровода, особенностью является то, что камера изготовлена из гибкого водо- и газонепроницаемого материала и имеет по меньшей мере один элемент разъема/соединения, например герметичную молнию вдоль камеры, от одного отверстия до другого, и встроенный шлюз, например, для перемещения материалов, инструмента, оборудования и водолаза в камеру и/или герметично закрываемое отверстие для подсоединения шлюза к камере и/или для аварийного выхода персонала, а для герметичного закрепления камеры на трубопроводе, на ней, ближе к отверстиям, установлены хомуты и/или стяжки, прижимающие камеру к трубопроводу, и возможно снаружи камеры установлена по меньшей мере еще одна гибкая камера, большего размера.
Камера имеет шахтную трубу, выполненную из гибкого или жесткого материала, герметичные вводы для тросов, кабелей, труб, свай и систем управления инструментом и изготовлена из нескольких материалов с разной гибкостью и эластичностью и/или часть ее выполнена из разного количества слоев, при этом материал камеры может иметь огнезащитные слои и/или покрытия и часть камеры может быть выполнена из фильтрующего материала.
Внутри камеры и/или между ее слоями и/или между камерами установлен насос для осуществления циркуляции воды с ее фильтрацией и/или контролем ее состава.
При необходимости, устройство имеет более двух отверстий для трубопровода при ремонте и/или замене, например, тройников, а также имеет каркас, который выполнен быстросборным и часть камеры, например, дно имеет повышенную прочность, например, имеет твердый пол, а на твердый пол смонтировано оборудование, причем твердый пол установлен на сваях.
Устройство имеет приспособления для фиксации и/или перемещения трубопровода, при этом каркас камеры и/или само устройство крепится по меньшей мере к одной установке фиксации трубопровода и/или центрирования концов трубопровода.
В стенке камеры установлено по меньшей мере одно прозрачное окно и/или в камере установлена видеокамера и она имеет элементы для крепления, например, ко дну.
В камере расположены специальные полости, которые для придания ей формы наполнены воздухом и/или водой под давлением, и в камере установлено дополнительное оборудование, например, для безопасности персонала.
Камера может состоять из двух или более частей, например верхней и нижней, часть которых закреплена, например, сваями ко дну, а на дно камеры уложены мешки, например, с песком или галькой.
Устройство состоит из герметичной камеры, изготовленной из гибкого водо- и газонепроницаемого материала; хомутов и/или стяжек, прижимающих гибкую часть камеры с отверстиями к трубопроводу; встроенного шлюза; закрываемого отверстия; шахтной трубы; герметичных вводов для тросов, кабелей, труб, свай и систем управления инструментом; насоса; каркаса; твердого пола; свай; прозрачного окна; видеокамеры; элементов крепления, например, ко дну; специальных полостей и балок.
Устройство для подводного ремонта трубопровода используется следующим образом.
Устройство позволяет закрыть дефектный участок трубопровода для проведения различных работ мокрым и/или сухим способами, причем водолаз может находиться как внутри, так и снаружи камеры.
Для вырезки дефектного элемента на трубопровод монтируются устройства для вырезки, а поверх них - предлагаемое устройство, причем отверстия под трубопровод (рукава) зажимаются хомутами по обе стороны дефектного элемента. По завершении вырезки дефектного элемента элемент сдвигается относительно оси трубопровода, устанавливаются герметизирующие тампоны, промываются остающиеся части трубопровода, стягиваются рукава гибкой камеры ближе к концам трубопровода. Дефектный элемент оказывается упакован в гибкую камеру. Далее снимаются хомуты с рукавов гибкой камеры, и она вместе с расположенным в ней дефектным элементом, инструментом готова к подъему на поверхность. Такой способ вырезки и подъема гораздо менее рискован с точки зрения экологии, по сравнению с применением существующих устройств.
При замене относительно длинного участка трубопровода, например, длиной более 5 метров, целесообразнее на трубопровод установить установки камеры в местах реза, произвести вырезку дефектного участка, сдвинуть его от оси трубопровода, установить герметизирующие тампоны, промыть остающиеся части трубопровода, стянуть гибкие камеру ближе к концам трубопровода снять камеры с трубопровода вместе с дефектным участком, загрязненным инструментом и пр. Подъем дефектного участка с закрытыми предлагаемыми устройствами торцами гораздо менее рискован с точки зрения экологии.
Форма и размеры гибкой камеры могут быть гораздо более удобными, чем традиционные стальные, для проведения работ и для монтажа ее на трубопровод. Транспортировка гибкой камеры и спуск ее на трубопровод в разы легче традиционных конструкций.
Монтаж установки на трубопровод осуществляется путем надевания ее на трубопровод, закрытия бокового разъема, например, герметичной молнии, и затягивания хомутов или стяжек на трубопроводе. В зависимости от технологической карты внутренняя полость наполняется сжатым воздухом или водой под большим давлением. Перед заполнением сжатым воздухом или другой газовой смесью установка закрепляется ко дну. Для повышения надежности поверх первой камеры может быть установлена еще одна или несколько.
При гибких и эластичных боковых частях камеры, особенно выполненных в виде рукавов, появляется возможность разгрузить трубопровод от сил, воздействующих на камеру, и что более важно, контролировать и оперативно компенсировать их. При перемещении камеры вверх, например, от снижения усилия балластировочных устройств при жестких боковинах усилие сразу же передается на трубопровод, и он начинает удерживать камеру, что может привести к изгибу и поломке трубопровода. В случае гибких боковин перемещение камеры может произойти, а нагрузки на трубопровод практически не изменятся, т.к. боковина изогнется и/или растянется. Персонал по сигналу датчика или по результатам визуального наблюдения сможет скорректировать ситуацию, или данная корректировка будет произведена автоматически, например, увеличением усилия балластировки. Второе достоинство - удобство и безопасность монтажа, т.к. не требуется высокая точность монтажа и жесткое крепление при герметизации, требуется простая затяжка выступающей части гибкой камеры (рукава) хомутом или стяжкой.
В любом случае для работы требуется шлюз, например, для перемещения материалов, инструмента, оборудования или водолаза в камеру или герметично закрываемое отверстие для подсоединения шлюза и/или аварийного выхода персонала и герметичные вводы для тросов, кабелей, труб, свай и систем управления инструментом и шахтная труба, которая может быть выполнена из гибкого или жесткого материала.
Для повышения функциональности разные части камеры могут быть изготовлены из материалов с разной гибкостью и эластичностью и/или из разного количества слоев, которые имеют огнезащитные слои и/или покрытия.
Внутри камеры, между ее слоями или между камерами, установлен насос для осуществления циркуляции воды с ее фильтрацией и/или контролем ее состава для повышения безопасности работ.
Устройство может иметь и более двух отверстий для трубопровода при подводном ремонте и/или замене, например, тройников.
Для повышения удобства работы персонала предусмотрен быстро сборный каркас, позволяющий сохранять форму устройства и/или твердый пол. Они же могут быть основой для закрепления дополнительного оборудования и инструмента. Дно камеры обычно выполняется из более прочного материала.
Установка может быть установлена на сваях или закреплена на приспособлениях фиксации и/или перемещения.
Для наблюдения в стенке камеры может быть установлено прозрачное окно или наблюдение за работой может вестись через видеокамеру.
Для устойчивости установка имеет элементы для крепления ко дну.
В камере могут быть расположены специальные полости, которые для придания ей формы, наполнены воздухом и/или водой под давлением. Для безопасности персонала в камере может быть установлено дополнительное оборудование. Для удобства монтажа и надежности закрепления конструкции снизу устанавливаются балки, которые закрепляются, например, сваями ко дну или на некотором от него расстоянии. Для обеспечения формы нижней части устройства, снижения вероятности порыва и для удобства работы на дно камеры может выкладываться слой мешков, наполненных песком или галькой.
По имеющимся у авторов сведениям, совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".
По мнению авторов, сущность заявленного изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат - новое свойство объекта - совокупность признаков, которые отличают от прототипа заявляемое изобретение, что позволяет сделать вывод об его соответствии критерию "изобретательский уровень".