ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ УСТАНОВКИ И ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩЕЙ ПРОБКИ ВАНТУЗА НЕФТЕПРОВОДА, НАХОДЯЩЕГОСЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Полезная модель относится к устройствам для установки пробки (заглушки) в вантуз остановленного нефтепровода, находящегося при статическом давлении нефти.
Известно устройство для перекрытия отвода, присоединенного к действующему трубопроводу (патент РФ №2042871, публ. 27.08.1995 г., МПК F16L 55/162). Это устройство принято за наиболее близкий аналог (прототип) и содержит корпус, фланец для присоединения устройства к вантузу, пиноль (позиция 19 на фигуре 1 к патенту РФ №2042871) и шток (позиция 4 на фигуре 1 к патенту РФ №2042871), установленный внутри пиноли. К концу пиноли (19) и штока (4) со стороны фланца присоединяют заглушку.
Заглушка состоит из двух корпусов (1, 2), стягиваемых винтом (3), и уплотнительно-удерживающего узла, включающего эластичное уплотняющее кольцо (7), прижимное кольцо (8) и раздвижное удерживающее кольцо (9) (фиг.2 к патенту РФ №2042871). Когда заглушку продвигают в отвод, то кольца (7, 8, 9) расположены в углублениях на цилиндрической поверхности заглушки заподлицо. Поэтому кольца не повреждаются стенками отвода.
Устройство снабжено тремя штурвалами (5, 20, 23). Из фигуры 1 к патенту РФ №2042871 следует, что штурвал (23) жестко соединен с винтом (позицией на фигурах к патенту РФ №2042871 не показан), который образует резьбовое соединение с гайкой (позицией на фигурах к патенту РФ №2042871 не показана), неподвижно установленной на корпусе устройства.
Винт, вращающийся от штурвала (23), должен быть соединен с пинолью (19), за счет чего пиноль, вращаясь вместе с винтом от штурвала (23), может быть перемещена вдоль своей продольной оси.
Заглушку устанавливают на пиноли (19) и на штоке (4) вращением штурвалов (5) и (20). Устройство закрепляют на задвижке отвода. Медленно открывают задвижку и сравнивают давление в отводе и в устройстве. Вращением штурвала (23) проталкивают заглушку в отвод, при этом заглушка вращается вокруг своей продольной оси.
Когда заглушка достигла посадочного места в отводе, вращением штурвалов (5) и (20) завинчивают стяжной винт (3). Корпуса (1) и (2) заглушки стягиваются. Раздвижное удерживающее кольцо (9) и эластичное уплотнительное кольцо (7) вытесняются прижимным кольцом (8) и коническими поверхностями (14) в зазор между заглушкой и отводом, фиксируя заглушку в отводе и герметизируя отвод. Вращением штурвала (20) отсоединяют шток (4) и пиноль (19) от заглушки, вращением штурвала (23) отводят пиноль (19) и шток (4) от установленной заглушки, демонтируют устройство и задвижку. Проводя вышеуказанные действия в обратном порядке, можно извлечь заглушку из отвода.
Данное устройство желательно не применять для заглушки с уплотнительными элементами, которые при проталкивании заглушки в отвод выступают на ее поверхности, а не расположены заподлицо в углублениях заглушки. Так как заглушка, продвигаясь в отвод, вращается вместе с маховиком (23) и пинолью (19) вдоль своей продольной оси, то при вращении выступающие эластичные уплотнительные элементы будут подвергаться дополнительному деформированию о стенки отвода и могут быть повреждены.
Задачей полезной модели является расширение области применения и повышение надежности приспособления при установке пробки в вантуз нефтепровода, находящегося под давлением.
Технический результат заключается в обеспечении поступательного перемещения пиноли вдоль ее продольной оси без вращения.
Как и наиболее близкий аналог, заявляемое приспособление для установки и извлечения герметизирующей пробки вантуза нефтепровода, находящегося под давлением, содержит корпус с фланцем для присоединения к вантузу, находящуюся внутри корпуса пиноль с приводом, шток, установленный в пиноли и выполненный с возможностью перемещения вместе с пинолью, вращения вокруг своей продольной оси и присоединения пробки к концу штока со стороны фланца.
В отличие от наиболее близкого аналога пиноль снабжена внешним резьбовым участком, на котором установлена гайка на подшипниковой опоре в корпусе, образующая с внешним резьбовым участком передачу винт-гайка, кинематически соединенная с приводом для возможности вращения вокруг своей продольной оси и закрепленная от перемещения вдоль этой оси, а также пиноль снабжена шпоночным пазом вдоль внешнего резьбового участка, в который со свободной посадкой заложена шпонка, одновременно закрепленная от перемещения в корпусе.
В конкретном исполнении шпонка неподвижно присоединена к внутренней поверхности гильзы, которая охватывает пиноль и неподвижно установлена в корпусе. Кроме того, для перемещения вместе с пинолью шток закреплен на ней с помощью фиксирующего кольца. Это кольцо надето на шток, опирается на верхний торец пиноли и закреплено на штоке болтом, установленным в сквозном радиальном резьбовом отверстии в стенке кольца до упора в шток.
Привод пиноли снабжен электродвигателем.
Для того чтобы подать и сбросить среду давления над пробкой, фланец приспособления имеет по меньшей мере одно сквозное радиальное отверстие.
Для контроля нижнего положения пиноли на ней установлено контрольное кольцо, выполненное с возможностью фиксации по длине пиноли.
Устройство изображено на фигурах 1-4 со следующими обозначениями:
1 - корпус (фиг.1-3),
2 - фланец (фиг.1, 4),
3 - патрубок вантуза (фиг.4),
4 - задвижка вантуза (фиг.4),
5 - пиноль (фиг.1-4),
6 - привод (фиг.1, 2, 4),
7 - шток (фиг.1-4),
8 - фиксирующее кольцо (фиг.1),
9 - болт фиксирующего кольца (фиг.1),
10 - рукоятка штока (фиг.1, 4),
11 - пробка (фиг.1),
12 - резьба на пиноли (фиг.3),
13 - шпоночный паз на пиноли (фиг.2, 3),
14 - гайка (фиг.1-3),
15 - подшипниковая опора гайки (фиг.1, 2),
16 - крышка (фиг.2),
17 - муфта для соединения выходного звена привода с гайкой (фиг.1, 2),
18 - гильза (фиг.1, 2),
19 - промежуточная деталь для крепления гильзы к корпусу (фиг.2, 3),
20 - шпонка (фиг.2),
21 - входное радиальное отверстие на фланце (фиг.1, 4),
22 - выходное радиальное отверстие на фланце (фиг.1, 4),
23 - трубопровод, соединенный с входным отверстием фланца (фиг.4),
24 - насос (фиг.4),
25 - бак (фиг.4),
26 - трубопровод, соединенный с выходным отверстием фланца (фиг.4),
27 - тара для сброса отработанной жидкости (фиг.4),
28 - кран (фиг.4),
29 - кран (фиг.4),
30 - манометр (фиг.4),
31 - контрольное кольцо на пиноли (фиг.1),
32 - болт контрольного кольца (фиг.1).
33 - маховик (фиг.1, 4)
Заявленное приспособление для установки и извлечения герметизирующей пробки вантуза нефтепровода, находящегося под давлением, содержит корпус 1 (фиг.1), который снабжен фланцем 2 (фиг.1 и 4) для присоединения приспособления к вантузу. Вантуз включает патрубок 3 с задвижкой 4. Внутри корпуса 1 находится пиноль 5 (фиг.1-4) с приводом 6.
В продольном отверстии пиноли 5 установлен шток 7 с возможностью перемещения вместе с пинолью 5. Для ограничения подвижности штока относительно пиноли в конкретном исполнении на шток 7 надето фиксирующее кольцо 8 (фиг.1). Кольцо 8 закреплено на штоке 7 с помощью болта 9, который ввинчен в сквозное радиальное резьбовое отверстие в стенке кольца 8 и упирается своим концом в шток 7. Кольцо 8 оперто своим нижним торцом на верхний торец пиноли 5 (то есть лежит на торце пиноли 5). Вращение штока 7 вокруг своей продольной оси обеспечивается зазором между штоком 7 и пинолью 5 (фиг.1-3), а также рукояткой 10, присоединенной к верхнему концу штока 7.
Пробку 11 присоединяют к концу штока 7 со стороны фланца 2 (в конкретном исполнении - при помощи резьбы).
Пиноль 5 снабжена резьбовым участком 12 на ее внешней поверхности (фиг.3).
На резьбовом участке 12 установлена гайка 14 (фиг.2, 3), которая опирается на корпус 1 через подшипниковую опору 15 (фиг.1, 3). Гайка 14 образует с внешним резьбовым участком пиноли 5 механическую передачу винт-гайка.
Гайка 14 кинематически соединена с приводом 6, а именно: или с маховиком 33 ручного привода, или с выходным звеном электропривода. В конкретном исполнении выходное звено электропривода 6 выполнено в виде полого вала, соединенного с гайкой 14 с помощью муфты 17 (фиг.2). В другом варианте (на фигурах не показано) на выходном звене электропривода может быть установлена шестерня, кинематически взаимодействующая с зубчатым колесом (на фигурах не показано), установленным на гайке 14. За счет этого гайку 14 можно вращать вокруг ее продольной оси.
Гайка 14 закреплена от перемещения вдоль своей продольной оси. Для этого в конкретном исполнении гайка 14 зажата через упорные подшипники между крышкой 16 и уступом внутри гильзы 18 (фиг.2).
Пиноль 5 снабжена шпоночным пазом 13 (фиг.2, 3), выполненным вдоль внешнего резьбового участка 12 на пиноли 5. Для более надежной работы приспособления в конкретном исполнении в нем выполнено два шпоночных паза 13, равномерно расположенных по окружности пиноли 5.
В шпоночный паз 13 со свободной посадкой заложена шпонка 20 (фиг.2). Шпонка 20 закреплена в корпусе от перемещения, например, за счет ее присоединения к внутренней поверхности гильзы 18 (фиг.2). Гильза 18 охватывает пиноль 5 и неподвижно установлена в корпусе 1. В конкретном исполнении гильза 18 присоединена крепежом к промежуточной детали 19, которая жестко соединена с корпусом 1. Длина внешнего резьбового участка 12, как и длина шпоночного паза 13, зависит от размеров вантуза и составляет не менее пути перемещения пробки 11 до места ее установки в вантузе.
Для того чтобы уравновесить давление над и под пробкой 11 и тем самым облегчить процесс ее извлечения и установки, в пространство над пробкой 11, находящейся в патрубке 3 вантуза, вводят среду давления. Для подачи и сброса среды давления над пробкой 11 фланец 2 имеет по меньшей мере одно сквозное радиальное отверстие 21 (или 22) (фиг.1 и 4). В конкретном исполнении для возможности регулирования давления над пробкой выполнено два отверстия: входное 21 для подачи и выходное 22 для сброса среды давления (жидкости). Входное отверстие 21 соединено трубопроводом 23 с насосом 24, качающим жидкость из бака 25 в полость над пробкой 11. Выходное отверстие 22 соединено трубопроводом 26 с тарой 27 для сброса отработанной жидкости. Для регулирования и контроля давления над пробкой 11 на трубопроводах 23 и 26 установлены краны 28 и 29 соответственно, а на трубопроводе 26 установлен манометр 30. В результате можно создавать и контролировать давление над пробкой 11, которое может быть меньше на незначительную величину давления в трубопроводе под пробкой или равно ему, либо может превышать давление трубопровода, что позволяет плавно выводить пробку из посадочного места в вантузе или надежно устанавливать ее там.
Для контроля нижнего положения пиноли 5 на ней установлено контрольное кольцо 31, выполненное с возможностью фиксации по длине пиноли 5 (фиг.1). Для этого в конкретном исполнении болт 32 проходит через радиальное отверстие в стенке контрольного кольца 31 и упирается торцом в пиноль 5. Для установки контрольного кольца 31 в требуемое положение ослабляют упор болта 32 в пиноль 5, перемещают кольцо 31, а затем снова затягивают болт 32.
Приспособление работает следующим образом. Для установки пробки 11 в вантуз вращают вручную маховик 33 (фиг.1, 4) или включают электродвигатель привода 6 с направлением вращения, обеспечивающим перемещение пиноли 5 вместе с пробкой 11, закрепленной на штоке 7, через открытую задвижку 4 до места установки (посадочного места) пробки 11 в патрубке 3 вантуза.
Гайка 14, соединенная с приводом 6, вращается на резьбовом участке 12 пиноли 5. Так как гайка 14 не может перемещаться вдоль своей продольной оси, а пиноль 5 закреплена неподвижной шпонкой 20 (фиг.2) от вращения, то пиноль 5 передвигается вдоль своей продольной оси поступательно без вращения.
После установки пробки 11 на ее посадочное место и фиксации, вращают шток 7 в таком направлении, чтобы выкрутить его из резьбового отверстия на пробке 11. Сбрасывают давление над пробкой через кран 29 (фиг.4) Затем демонтируют приспособление с вантуза.
Для извлечения пробки 11 к ней подводят пиноль 5 с помощью привода 6 приспособления, предварительно установленного на вантузе. Ввинчивают резьбовой конец штока 7 в резьбовое отверстие на пробке 11.
После проведения мероприятий по разгерметизации пробки 11, закрытия задвижки и демонтажа приспособления вывинчивают шток 7.
В заявляемом приспособлении по сравнению с наиболее близким аналогом обеспечивается поступательное перемещение пиноли вдоль ее продольной оси без вращения, что расширяет область применения приспособления на более широкое использование для проталкивания в вантуз пробок с выступающими эластичными уплотнениями. Кроме того, повышается надежность установки в вантуз пробки с выступающими уплотнениями за счет исключения их повреждений о стенки вантуза, которые могли бы быть при вращении пробки вокруг ее продольной оси.