Вытяжная свеча для контроля за состоянием магистрального газопровода

Полезная модель относится к трубопроводному транспорту и может быть использована для контроля и своевременного устранения опасного состояния магистрального газопровода (МГ).
Известна система контроля утечки газа при переходе магистрального газопровода через дорогу (патент на ПМ RU № 84503, МПК F17D 5/02, F16L 57/00, опубл. 10.07.2009 в Бюл. № 19), содержащая защитный футляр с вытяжной свечой и датчик утечки газа, подключенный выходом к электронному блоку, включающему в себя последовательно соединенные мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, центральный процессор и преобразователь интерфейса, при этом выход центрального процессора подключен к управляемому входу мультиплексора, причем содержит, как минимум, два дополнительных датчика утечки газа, подключенных к входу мультиплексора параллельно первому датчику утечки, а к вытяжной свече подсоединен патрубок, на котором установлены все датчики утечки, при этом патрубок дополнительно содержит штуцер для проведения периодической калибровки системы в трассовых условиях.
Недостатками применяемой свечи являются сложность установки, изготовления и применения, связанные со сложной конструкцией и наличием большого числа измерительной техники, что в полевых условиях очень часто приводит также к поломкам, а также часто под действием внешних факторов.
Известна также система для контроля и устранения опасного состояния перехода магистрального газопровода через дорогу (патент на ПМ RU № 91750, МПК F17D 5/02, F16L 58/00, опубл. 27.02.2010 в Бюл. № 6), содержащая защитный футляр с вытяжной свечой и преобразователь информации с датчиком концентрации газа, причем дополнительно содержит исполнительный орган, при этом датчик концентрации газа преобразователя информации размещен в полости вытяжной свечи, вход исполнительного органа подключен к выходу преобразователя информации, а выход - к устройству отключения подачи газа в магистральный газопровод.
Недостатками применяемой свечи являются сложность изготовления и применения, связанные со сложной конструкцией и наличием большого числа измерительной техники, что в полевых условиях очень часто приводит также к поломкам, а также часто ломаются под действием внешних факторов.
Известна также система для контроля и устранения опасного состояния магистрального газопровода (патент RU № 2422712, МПК F16L 7/00, опубл. 27.06.2011 в Бюл. № 18), содержащая защитный кожух и пневматически соединенную с ним вытяжную свечу, а также фильтрующую среду, покрытую сверху газонепроницаемым материалом, причем фильтрующая среда, покрытая сверху газонепроницаемым материалом, расположена вдоль всего контролируемого участка магистрального газопровода, выполняя функцию защитного кожуха, в вытяжной свече которого установлены датчики параметров технического состояния магистрального газопровода.
Недостатками применяемой свечи являются сложность изготовления и применения, связанные со сложной конструкцией и наличием измерительной техники, что в полевых условиях очень часто приводит также к поломкам, а также часто ломаются под действием внешних факторов.
Наиболее близкой по технической сущности является вытяжная свеча для контроля опасного состояния перехода магистрального газопровода через дорогу(патент на ПМ RU № 192142, МПК F17D 5/02, G01N 1/22, опубл. 04.09.2019 Бюл. № 25), содержащая защитный кожух, причем защитный кожух изготовлен в виде перевернутого стакана с щелями, размещаемыми равномерно по периметру и высоте и располагаемыми ниже газонепроницаемого материала, для пропуска газа снаружи внутрь, при этом сверху кожух снабжен ниппелем с заглушкой, выполненным с возможностью пропускания газа из кожуха при присоединении газоанализатора после снятия заглушки.
Недостатком данной вытяжной свечи как других аналогов является сложность установки из-за необходимости предварительной подготовки места установки и узкая область применения из-за отсутствия возможности контроля за температурой.
Технической задачей предполагаемой полезной модели является создание вытяжной свечи простой и надежной за счет установки около газопровода без предварительной подготовки и расширения функциональных возможностей за счет возможности контроля температуры.
Техническая задача решается вытяжной свечей для контроля за состоянием магистрального газопровода, содержащей защитный кожух в виде перевернутого стакана с герметичной крышкой сверху и щелями, размещаемыми равномерно по периметру и высоте и располагаемыми на уровне газопровода для пропуска в том числе газа снаружи внутрь, при этом сверху крышка стакана снабжена ниппелем с заглушкой, выполненным с возможностью пропускания газа из кожуха при присоединении газоанализатора после снятия заглушки.
Новым является то, что защитный кожух в нижней части снабжен остроконечной насадкой и спиралью для входа в грунт при вращении на расстоянии, позволяющем следить за выделением газа из газопровода и оценивать его температуру, при этом крышка сверху выполнена съемной, а расположенная выше грунта часть кожуха после установки снаружи покрыта теплоизолирующим материалом.
Новым является также то, что спираль защитного кожуха выполнена в виде винтового стакана.
Новым является также то, что спираль защитного кожуха выполнена в виде наружной спирали, жестко соединенный с цилиндрическим стаканом.
На фиг. 1 изображена схема установки вытяжной свечи в продольном разрезе.
На фиг. 2 изображён вид А фиг.1
На фиг. 3 изображена в изометрии вытяжная свеча (без утеплителя), в которой спираль защитного кожуха выполнена в виде винтового стакана.
На фиг. 4изображена в изометрии вытяжная свеча (без утеплителя), в которой спираль защитного кожуха выполнена в виде наружной спирали, жестко соединенный с цилиндрическим стаканом.
Вытяжная свеча для контроля за состоянием магистрального газопровода 1 (фиг. 1) содержит защитный кожух 2 в виде перевернутого стакана 3 с герметичной крышкой 4 сверху и щелями 5, размещаемыми равномерно по периметру и высоте и располагаемыми на уровне газопровода 1 для пропуска в том числе газа снаружи внутрь. Крышка 4 стакана 3 снабжена ниппелем 6(фиг. 2) с заглушкой 7, выполненным с возможностью пропускания газа из кожуха 2 (фиг. 1) при присоединении газоанализатора (не показан) после снятия заглушки 7.Стакан 3 защитного кожуха 2 в нижней части снабжен остроконечной насадкой 8 и спиралью 9 для входа в грунт 10 при вращении на расстоянии H, позволяющем следить за выделением газа из газопровода 1 и оценивать его температуру. Крышка 4 сверху выполнена съемной. Расположенная выше грунта 10 часть кожуха2 после установки снаружи покрыта теплоизолирующим материалом 11.
Спираль 9 защитного кожуха 2 может быть выполнена в выполнена в виде винта 12 (фиг. 3) стакана 3 или наружной спирали 13 (фиг. 4), жестко соединенный с цилиндрическим стаканом 3. Винт 12 (фиг. 3)легко и быстро накатывается на цилиндрической поверхность стакана 3 после выполнения щелей 5 (фиг. 1) при наличии специального оборудования (например, ЗАО «Протектор», г. Азнакаево Республика Татарстан – РТ). При отсутствии подобного оборудования проще спираль 13 (фиг. 3) закрепить (сваркой, клеем или т.п.) снаружи цилиндрического стакана 3.
Съемная крышка 4 (фиг. 1) может быть выполнена:
откидной, вращающейся с одного края вокруг оси 14, а с другой зафиксирована рояльной петлей или барашком (не показаны);
на быстросъёмной резьбе (не показано);
зафиксированной с помощью фланцевого соединения или т.п.
Авторы на соединение крышки 4 со стаканом 3 не претендуют.
Ниппель 6 (фиг. 2)может включать в себя седло 15 с поджатой к нему пружиной 16 запорный орган 17 с толкателем 18, выполненным с возможностью взаимодействия с накручиваемым на ниппель 8 по резьбе 19 патрубком (не показан) газоанализатора для отжатия запорного органа 17 от седла 15. Конструкций ниппелей 6 известно множество из открытых источников, поэтому на конкретную конструкцию ниппеля 6 авторы не претендуют.
Теплоизолирующий материал 11 (фиг. 1) может быть изготовлен в виде тубуса, одеваемого сверху на кожух 2, матов из базальтовой ваты (не показаны), закреплённые снаружи кожуха 2, утверждающейся пены (не показана), наносимой на верхнюю часть стакана 3, крышки 4, ниппеля 6 и заглушки 7, или т.п. Авторы на это не претендуют.
Конструктивные элементы, уплотнения и технологические соединения, не влияющие на работоспособность вытяжной свечи, на фиг. 1 – 4 не показаны или показаны условно.
Вытяжная свеча работает следующим образом.
На допустимом законодательством расстоянии H (фиг. 1) от газопровода 1 в грунт 10 вкручивается при помощи остроконечной насадки 8 и спирали 9, изготовленной в виде винта 12 (фиг. 3) или наружной спирали 13 (фиг. 4), стакан 3 (фиг. 1, 3 и 4) на необходимую глубину, так чтобы щели 5 располагались на одном уровне с газопроводом 1. Свечу 3 (фиг. 1) могут вкручивать в грунт 10, например, с помощью специальной техники АЗА (не показана), которую применяют для установки оттяжек (штропов) при ремонте скважин. Для газопроводов, расположенных на территории РТ расстояние H принято в пределах 0,2 – 0,35 м. Количество свечей и расстояние между ними вдоль газопровода 1 определяют при помощи технологических расчетов, авторы на это не претендуют.Сверху стакана 3 устанавливают крышку 4 (например, при помощи оси 14 и рояльной петли) с ниппелем 6 и заглушкой 7, образуя кожух 2 свечи. Сверху кожух 2 утепляют теплоизолирующим материалом 11 для изоляции от наружных изменений температуры.
Периодически работники, контролирующие целостность газопровода 1, проводят обход для контроля его состояния. Для анализа (при необходимости предварительно снимают тубус теплоизолирующего материала 11) с ниппеля 6 (фиг. 2) скручивают заглушку 7 по резьбе 19, накручивают на эту резьбу 19патрубок газоанализатора, который в конце хода резьбы 19 надавливает на толкатель 18 и отжимает запорный орган 17 от седла 15, преодолевая усилие пружины 16. В результате патрубок с газоанализатором сообщается с внутренним пространством защитного кожуха 3. В случае нарушении целостности газопровода 1 (фиг. 1) выделившийся газ через щели 5 попадет во внутреннее пространство кожуха 2, что сразу зафиксирует газоанализатор, это сразу сообщают в аварийную службу для устранения нарушений газопровода 1.
Если газоанализатор ничего не показал, то его патрубок отворачивают о ниппеля 6 (фиг. 2), запорный орган 17 под действием пружины 16 прижимается к седлу 15, герметизируя внутреннее пространство кожуха 2 (фиг. 1). Заглушка 7 (фиг. 2), которую накручивают по резьбе 19, дополнительно герметизирует внутренне пространство кожуха 2 (фиг. 1) и защищает внутренности ниппеля 6 от внешних факторов. После чего снимают крышку 4 со стакана 3 (например, поворотом вокруг оси 14) и производят замер температуры грунта 10 на уровне расположения газопровода 1 с помощью лазерного пирометра или тепловизоралюбой известной конструкции (не показаны). По температуре грунта 10 решают: где и в каких количествах необходимо устанавливать кондесатосборники любой известной конструкции (не показаны) для исключения образования гидравлических пробок в газопроводе 1.
После измерения температуры крышку 4 герметично устанавливают на стакан 3 и при необходимости устанавливают на место тубус теплоизолирующего материала 11. Далее работники переходят (переезжают) к следующей вытяжной свече для проведения необходимых измерений.
Пример конкретного выполнения.
В ходе использования данных вытяжных свеч на территории РТ ни одной поломки не было зарегистрировано, простота и надежность в работе практически полностью исключают выбросы газа в атмосферу, при этом легко и просто происходят замеры температуры грунта 10.
Предлагаемая вытяжная свеча проста и надежна в применении и обслуживании за счет установки около газопровода без предварительной подготовки, и позволяет добиться расширения функциональных возможностей за счет возможности контроля также температуры.