СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ С ФЛАНЦЕВЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ И МЕЖФЛАНЦЕВЫЙ КОМПЕНСАТОР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF MAINTENANCE OF PIPELINES WITH FLANGE BUTT JOINTS AND INTERFLANGE COMPENSATOR FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к области эксплуатации трубопроводов, имеющих фланцевые соединения, и предназначается к использованию в первую очередь в нефтегазодобывающей и нефтегазоперерабатывающей промышленности, конкретно - в нефтепромысловых трубопроводных системах добычи, сбора и внутрипромыслового транспорта нефти, газа и попутно добываемой пластовой воды.
Известно, например, изобретение со съемными фланцами по авторскому свидетельству СССР №813073, М.Кл. (3) F16L 23/02 (заявлено 04.06.79; опубликовано 15.03.81) под названием «Разъемное соединение трубопроводов», согласно которому при монтаже фланцевого соединения вначале свинчивают и отодвигают в сторону один фланец и в образованный зазор между концами труб вводят линзу. При этом поверхности линзы и концы труб выполняют концентричными между собой. После введения линзы производят стягивание фланцев.
Однако способ монтажа и конструктивное выполнение элементов разъемного соединения по указанному изобретению требует значительного осевого сдвига одного из съемных фланцев и соединяемых труб, что в условиях ограниченного пространства трудновыполнимо.
Среди имеющихся технических решений, характеризуемых совокупностью признаков, сходных с совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения, аналогичных объектов техники нами не обнаружено.
Из практики работы, например, нефтегазодобывающих предприятий известен лишь традиционный способ монтажа и ремонта трубопроводов в трубопроводных системах добычи, сбора и внутрипромыслового транспорта нефти, газа и попутно добываемой пластовой воды, согласно которому вначале производят сборку фланцевых соединений. При этом между фланцами перед их стягиванием устанавливают прокладки, например, из паронита. Затем при собранном фланцевом соединении концы труб вваривают в обвязку трубопроводов.
Смонтированная указанным способом обвязка трубопроводов имеет высокую жесткость и очень малую податливость в осевом направлении, которая необходима при установке заглушек при проведении профилактических ремонтно-технологических работ в процессе эксплуатации таких трубопроводов.
Это увеличивает время подготовки оборудования к ремонту, увеличивает трудоемкость и время проведения работ, увеличивает опасность травмирования персонала, требует применять дополнительное оборудование, затрудняет выполнение требуемой технологии выполнения ремонтных работ и правил безопасности.
Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении предлагаемой группы изобретений, являются:
- упрощение и облегчение работ по установке и снятию заглушек и замене прокладок во фланцевых соединениях при проведении ремонтно-профилактических работ в процессе эксплуатации трубопровода;
- исключение необходимости использовать дополнительное оборудование и приспособления (специальные раздвижные приспособления, разъемные клинья, разгонщики фланцев, кувалды, ломы и т.п.);
- сокращение времени на проведение ремонтно-профилактических работ при замене и установке прокладок и заглушек во фланцевых соединениях и замене арматуры и аппаратов;
- снижение физической трудоемкости работ обслуживающего персонала и снижение опасности травмирования;
- облегчение выполнения требований правил техники безопасности и условий технологии ремонта;
- снижение нагрузок на элементы трубопроводов и оборудования при проведении ремонтно-профилактических работ за счет исключения необходимости принудительно раздвигать в осевом направлении фланцы с трубами при замене и установке прокладок и заглушек между фланцами.
Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемом способе эксплуатации трубопроводов с фланцевыми соединениями вначале из общей системы трубопроводов выделяют участки трубопроводов с подключенными к ним аппаратами и фланцевой арматурой, подлежащей по правилам эксплуатации периодической замене, затем в пределах выделенных участков фиксируют фланцевые соединения, которые обеспечивают отключение участков трубопроводов с аппаратами и заменяемой арматурой, ввод и вывод их из технологического процесса при профилактических ремонтно-технологических работах путем установки и снятия заглушек в зафиксированных фланцевых соединениях, а при монтаже трубопроводов и профилактических ремонтно-технологических работах в каждом зафиксированном фланцевом соединении используют для установки между фланцами межфланцевый компенсатор, который выполнен в виде кольца с уплотнительными прокладками с обеих его сторон, причем общая толщина межфланцевого компенсатора выполнена не менее толщины комплекта регламентированной к установке правилами эксплуатации традиционной заглушки с прокладками, при этом расстояние от фланцевого соединения с межфланцевым компенсатором до первой опоры под трубой выдерживают в пределах от половины до двух наружных диаметров указанных фланцев, а на вертикальных участках трубопроводов устанавливают устройства, разгружающие трубопровод от собственного веса.
Указанные выше признаки заявляемого способа эксплуатации трубопроводов с фланцевыми соединениями являются существенными и новыми.
Указанный технический результат совокупно достигается еще и тем, что нами предложен вновь межфланцевый компенсатор для осуществления заявляемого способа эксплуатации трубопроводов с фланцевыми соединениями, включающий кольцо, по обе боковые поверхности которого установлены уплотнительные элементы, выполненные в виде кольцевых прокладок, при этом общая толщина межфланцевого компенсатора выполнена не менее толщины комплекта регламентированной к установке правилами эксплуатации традиционной заглушки с прокладками.
А также тем, что:
- кольцо компенсатора выполнено, например, металлическим;
- кольцо компенсатора снабжено хвостовиком, свободный конец которого выведен за пределы наружного диаметра соединяемых фланцев;
- профиль боковых поверхностей кольца компенсатора выполнен адекватно профилю сопрягаемых поверхностей фланцев.
Указанные выше конструктивные признаки предлагаемого межфланцевого компенсатора для осуществления заявляемого способа эксплуатации трубопроводов с фланцевыми соединениями являются существенными и новыми.
Приведенные выше новые существенные признаки способа и межфланцевого компенсатора обеспечивают заявляемой группе изобретений при осуществлении достижение указанного выше нового технического результата.
На чертеже представлен продольный разрез узла фланцевого соединения концов труб с предлагаемым межфланцевым компенсатором. Межфланцевый компенсатор включает в себя кольцо 1, с обеих боковых поверхностей которого установлены уплотнительные элементы 2, выполненные в виде кольцевых прокладок. Общая толщина - S-межфланцевого компенсатора выполнена не менее толщины комплекта традиционной заглушки с прокладками, которая выбирается для установки исходя из требований правил эксплуатации. Кольцо 1 может быть выполнено металлическим или из иного прочного материала. Кольцо 1 компенсатора снабжено хвостовиком 3, свободный конец которого выведен за пределы наружных диаметров фланцев 4, стягиваемых между собой шпильками 5. Если сопрягаемые поверхности фланцев выполнены не плоскими, а фигурными, например, типа «шип-паз», то профиль боковых поверхностей кольца 1 компенсатора выполняют адекватным профилю сопрягаемых поверхностей фланцев (на чертеже не показано).
Осуществляют предлагаемый способ следующим образом.
Вначале в общей системе трубопроводов выделяют те участки трубопроводов, в которые подключены аппараты технологического назначения и фланцевая арматура, подлежащая по правилам эксплуатации периодической замене. Выделение таких участков можно провести на стадиях проектирования и монтажа, а также при эксплуатации уже пущенных в работу систем трубопроводов при проведении профилактических ремонтно-технологических работ.
Затем в пределах выделенных участков трубопроводов фиксируют (обозначают, ставят метки) фланцевые соединения, которые обеспечивают отключение участков трубопроводов с аппаратами и заменяемой фланцевой арматурой и обеспечивают их ввод и вывод из технологического процесса во время проведения профилактических ремонтно-технологических работ путем установки и снятия заглушек в таких фланцевых соединениях.
При монтаже трубопроводов (при строительстве вновь, при их замене) и профилактических ремонтно-технологических работах на участках трубопроводов в каждое зафиксированное фланцевое соединение между фланцами (до их стягивания) устанавливают предлагаемый межфланцевый компенсатор.
При этом расстояние от фланцевого соединения с межфланцевым компенсатором до первой опоры под трубой обеспечивают в пределах от половины до двух наружных диаметров соединяемых фланцев. На вертикальных участках трубопроводов устанавливают устройства, разгружающие трубопровод от собственного веса.
Благодаря установке между фланцами труб межфланцевых компенсаторов предлагаемых параметров (его толщина не менее толщины традиционной заглушки) исключается необходимость принудительно раздвигать в осевом направлении фланцы с трубами при замене и установке прокладок и заглушек, что облегчает и упрощает такие работы, сокращает время и их трудоемкость, не требует дополнительного оборудования.
А благодаря тому, что в предлагаемом способе предложено из общей системы трубопроводов выделять те участки, которые подлежат периодической замене, и в пределах выделенных участков фиксировать фланцевые соединения, обеспечивающие отключение, ввод и вывод из технологического процесса таких участков путем установки и снятия заглушек во фланцевые соединения, то совместно с установкой межфланцевых компенсаторов в зафиксированные фланцевые соединения, при том, что расстояние от фланцевого соединения с межфланцевым компенсатором до первой опоры под трубой выдерживают в пределах от половины до двух наружных диаметров таких фланцев, а на вертикальных участках трубопроводов устанавливают устройства разгрузки от их собственного веса, то в совокупности это позволяет на протяжении всего времени эксплуатации трубопроводов (от монтажа до его замены) наиболее полно обеспечить выполнение требований правил техники безопасности и условий технологии ремонта, снизить опасность травмирования и в целом продляет срок безопасной эксплуатации трубопроводов при снижении материальных средств и трудовых затрат на проведение профилактических ремонтно-технологических работ.