СЕКЦИЯ ПОДВОДНОГО ТРУБОПРОВОДА
SUBSEA PIPELINE SECTION

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к конструкциям подводного трубопровода и способам его изготовления.
Известна принятая за прототип секция подводного трубопровода, включающая трубу, установленную с зазором внутри внешней трубы, при этом зазор между соосно зафиксированной завальцовкой относительно друг друга трубами заполнен двумя цилиндрическими замкнутыми оболочками, закрепленными по винтовой линии на внешней стороне внутренней трубы, одна из которых заполнена сжатым воздухом или инертным газом, а в другой размещен гибкий стержень, внешняя труба с двух сторон соединена с замком сигнальных элементов, выполненных в виде герметичных кольцевых кожухов с находящимися внутри них буями из синтактик-пены и тросами, связывающими буи с внутренней трубой, при длине тросов, равной глубине установки секции трубопровода, а способ изготовления секции подводного трубопровода, включающий установку трубы меньшего диаметра внутри трубы большего диаметра с образованием зазора между трубами и последующим их герметичным соединением между собой, внешнюю трубу завальцовывают с одного края на внутренней, затем на внутреннюю трубу наматывают две цилиндрические замкнутые оболочки, запрессовывают их в завальцованный участок трубы, после чего завальцовывают другой край внешней трубы, причем длину наматывания оболочек принимают равной ширине нарушения, величину запрессовки оболочек определяют из соотношения, кратного числу витков двух цилиндрически замкнутых оболочек, а трубу большего диаметра используют для выдергивания сигнальных элементов в случае разрыва внутренней трубы (Пат. РФ №2429404 C1, МПК F16L 1/16, 1/20, опубл. 20.09.2011 г., бюл. №26).
Однако недостатками известного изобретения являются следующие.
1. Обеспечение герметизации наружной поверхности внутренней трубы с помощью двух цилиндрических замкнутых оболочек, закрепленных на внутренней трубе по винтовой линии, абсолютно невозможно, так как сдвоенные оболочки при их намотке на внутреннюю трубу размещаются с наклоном относительно нормали к внутренней трубе с углом наклона после каждого оборота в противоположную сторону. При таком техническом решении между внутренней и наружной трубами будут чередующиеся зазоры, через которые после разрушения внутреннего трубопровода будет происходить утечка транспортируемого продукта. Поэтому изображенные авторами на фиг.1 и 2 схемы с параллельным расположением витков смежных оболочек не соответствуют действительному расположению витков сдвоенных оболочек.
2. Завальцовка внешней трубы относительно внутренней трубы практически невозможна не только из-за ограниченных технических возможностей в зоне прокладки трубопровода, но и в любом другом месте, из-за необходимости деформации внешней трубы увеличенного диаметра и с увеличенной толщиной стенок.
3. При этом практически также невозможно обеспечить форму поперечного сечения внешней трубы в зоне ее контакта с внутренней трубой, равную поперечному сечению внутреннего трубопровода, за счет значительной жесткости внешней трубы при ее деформации в процессе завальцовки.
4. Это также может привести к разрушению внутреннего трубопровода за счет значительных поперечных нагрузок на него при завальцовке внешней трубы.
5. Кроме того, поскольку абсолютно не исключено при этом наличия зазоров между внешней и внутренней трубами в зоне их контакта, это также будет приводить к дополнительным утечкам транспортируемого продукта при разрушении внутреннего трубопровода.
6. При завальцовке внешней трубы на внутренней удаление из нее внутренней трубы при необходимости ее демонтажа невозможно без разрушения обоих завальцованных частей внешней трубы, что потребует ее замену на другую при очередном демонтаже этого участка трубопровода.
Техническим результатом изобретения является существенное снижение трудоемкости монтажа и демонтажа трубопровода с упрощением его реализации, повышение надежности эксплуатации подводного трубопровода с исключением утечек транспортируемого продукта при нарушении целостности внутреннего трубопровода и сохранение целостности внешней трубы при выполнении ремонтных операций на внутренней трубе после нарушения ее целостности.
Технический результат достигается тем, что в секции подводного трубопровода, включающей внутреннюю трубу, установленную с зазором внутри внешней трубы, заполненным герметизирующим устройством со сжатым воздухом и гибким стержнем, при соединении внешней трубы с двух сторон с замком сигнальных элементов, выполненных в виде герметичных кольцевых кожухов с находящимися внутри них буями из синтактик-пены и тросами, связывающими буи с внутренней трубой, при длине тросов, равной глубине установки секции трубопровода, причем длину герметизирующего устройства принимают равной ширине нарушения, при этом герметизирующее устройство, размещенное в зазоре между внешней и внутренней трубами, выполнено из одной цилиндрической оболочки с размещенным в ней гибким стержнем, закрепленной по винтовой линии на внешней стороне внутренней трубы, а внешняя труба с двух ее сторон выполнена с возможностью ее вертикального фланцевого соединения с торцевыми укрытиями, каждое из которых выполнено из соединенных между собой дополнительными горизонтальными фланцами верхней и нижней частей с консольно закрепленными на них верхней и нижней полувтулками, соединенными с горизонтальными фланцами, с возможностью охвата полувтулками внутренней трубы, а между вертикальными и горизонтальными фланцами размещены прокладки из эластичного материала.
Секция подводного трубопровода представлена в продольном разрезе на фиг.1 - при перекрытии одного конца внешней трубы, на фиг.2 - то же, при перекрытии обоих концов внешней трубы и с ее соединением с замками сигнальных элементов, на фиг.3 - разрез A-A по фиг.1, на фиг.4 - поперечный разрез секции по сигнальному элементу.
Секция подводного трубопровода включает внутреннюю трубу 1, установленную с зазором внутри внешней трубы 2. Длину герметизирующего устройства принимают равной ширине нарушения. Зазор между внутренней трубой 1 и наружной трубой 2 заполнен герметизирующим устройством, выполненным из заполненной сжатым воздухом одной цилиндрической оболочки 3 с размещенным в ней гибким стержнем 4. Оболочка 3 закреплена по винтовой линии на внешней стороне внутренней трубы 1. Внешняя труба 2 с двух ее сторон выполнена с возможностью ее фланцевого соединения 5 и 6 с торцевыми укрытиями 7 и 8. Каждое из торцевых укрытий 7 и 8 выполнено из соединенных между собой дополнительными горизонтальными фланцами 9 и 10 верхнего и нижнего частей с консольно закрепленными на них верхней и нижней полувтулками 11 и 12 с возможностью их охвата внутренней трубы 1. Между вертикальными 5, 6 и горизонтальными 9, 10 фланцевыми соединениями размещены прокладки 13 и 14 из эластичного материала. Внешнюю трубу 2 с помощью связи 15 соединяют с двух сторон с замками сигнальных элементов, выполненных в виде герметичных кожухов 16 с размещенными внутри тросами 17, при длине тросов 17, равной глубине установки секции трубопровода, и буями 18 из синтактик-пены. Тросы 17 одним концом закреплены на внутренней трубе 1, а другим - на буях 18.
Процесс срабатывания устройств после нарушения целостности внутренней трубы 1 аналогичен описанному в прототипе; после нарушения целостности трубопровода 1 за счет связи 15 кожух 16 раскрывается и выпускает соединенный с тросом 17 буй 18, который поднимается на поверхность воды с фиксацией места разрушения трубопровода 1.
Отличительные признаки изобретения обеспечивают существенное снижение трудоемкости монтажа и демонтажа трубопровода с упрощением его реализации, повышение надежности эксплуатации подводного трубопровода с исключением утечек транспортируемого продукта при нарушении целостности внутреннего трубопровода, сохранение целостности внешней трубы при выполнении ремонтных операций на внутренней трубе после нарушения ее целостности.