Способ ремонта дефектных участков трубопровода в траншее
REPAIR METHOD OF DEFECTIVE PIPELINE SECTIONS IN TRENCH

Изобретение относится к ремонту магистральных напорных трубопроводов в траншее, а именно к определению операций замены дефектных участков и может быть использовано при ремонте нефтепроводов, газопроводов, водоводов и иных технологических трубопроводных систем в различных областях промышленности.
Известен способ (патент РФ №2189517, кл. F16L 1/028, «Способ ремонта трубопровода», опубл. 20.09.2002 г.), при котором обследуют потенциально опасный участок магистрального трубопровода, проводят определение напряженного состояния металла труб, оценку их работоспособности, выбор способа ремонта потенциально опасных участков магистрального трубопровода, основанный на результатах обследования магистрального трубопровода, а затем и выполнение выбранного способа ремонта на потенциально опасных участках магистрального трубопровода.
Недостатками данного способа является осуществление ремонтных работ трубопровода фиксацией участка при помощи бетонных пригрузов, что может приводить к повреждению концов трубопроводов, а также при котором невозможно произвести точную фиксацию концов ремонтируемого трубопровода.
Известен способ (патент РФ №2298717, кл. F16L 1/00, «Способ ремонта магистрального трубопровода», опубл. 10.05.2007 г.), при котором поперечные стенки траншеи располагают асимметрично относительно дефектного участка. Вырезают дефектный участок с образованием разноплечих труб: короткоплечей неподвижной и длинноплечей подвижной трубы. Центрирование труб производят регулированием положения длинноплечей трубы путем смещения ее в горизонтальной и вертикальной плоскости до обеспечения соосности обеих труб.
Недостатком данного способа является увеличение земляных работ и недостаточная точность управления соосностью при врезке дефектного участка, а также трудоемкость проведения технологических операций по ремонту трубопровода.
В качестве прототипа выбрано изобретение (заявка на изобретение №2010113955, кл. F16L 1/028, «Способ ремонта линейного участка трубопровода на слабонесущих грунтах» опубл. 20.10.2011 г.), заключающееся в локализации аварийного участка, откачивании из него газа, вскрытии, вырезке дефектного участка трубопровода, установке на его место нового участка трубопровода, совмещение кромок и центрирование прилегающих участков трубопровода и нового участка с последующей сваркой. Совмещение осуществляют подъемом и опусканием концов последнего с помощью гидроцилиндров, смонтированных на траверсах, соединяющих по меньшей мере две пары винтовых свай, установленных с каждой стороны заменяемого участка по краям трубопровода в дно траншеи в минеральный грунт.
Недостатком данного изобретения является отсутствие оценки необходимости установки устройства, невозможность регулировки положения концов трубопровода по горизонтали.
Технический результат заключается в ускорении ремонтных работ, уменьшении материальных затрат и травмоопасности при проведении операций замены дефектных участков.
Поставленная цель достигается способом ремонта дефектных участков трубопровода в траншее путем замены дефектного участка, заключающимся в определении дефектного участка, его вскрытии, вырезке и замене.
Новым является то, что перед вырезкой дефектного участка проводят определение его критического напряженно-деформированного состояния, оценку геологических условий залегания в траншее и геометрических отклонений от оси, на основе чего делают вывод об опасности «выстрела», и при его наличии фиксируют дефектный участок фиксирующими устройствами, имеющими возможность регулировки в горизонтальном и вертикальном направлении; после вырезки дефектного участка осуществляют центровку при помощи центровочных устройств, при этом каждое фиксирующее устройство состоит из четырех или более винтовых анкеров, предназначенных для надежной фиксации конструкции в грунте, двух или более шарнирных опор на силовых цилиндрах, имеющих возможность регулирования по высоте, включенных в единый каркас силовой станции, двух или более полузахватов, имеющих замковое устройство, и механизмов горизонтальной и вертикальной регулировки концов трубопровода, а монтаж и демонтаж, а также транспортировку фиксирующих устройств на место расположения трубопровода осуществляют при помощи манипуляторов, расположенных на транспортном средстве передвижения - на шасси.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию «новизна».
При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию «существенные отличия».
Заявляемое изобретение поясняется схемами.
На фиг. 1 изображена установка фиксирующего устройства на трубопровод;
на фиг. 2 - установка трубореза и вырезка «катушки»;
на фиг. 3 - установка приспособлений для центровки и сам процесс центровки;
на фиг. 4 - установка новой «катушки.
Установка фиксирующего устройства на трубопровод (фиг. 1) содержит трубопровод 1, фиксирующие устройства 2, силовые цилиндры 5 фиксирующих устройств, винтовые анкеры 7 и силовые станции 8.
Установка трубореза и вырезка «катушки» (фиг. 2) включает трубопровод 1, фиксирующие устройства 2, труборез 3, силовые цилиндры 5 фиксирующих устройств, винтовые анкеры 7 и силовые станции 8.
Установка приспособлений для центровки и сам процесс центровки (фиг. 3) состоит из трубопровода 1, фиксирующих устройств 2, центровочных устройств 4, силовых цилиндров 5 фиксирующих устройств, винтовых анкеров 7 и силовых станций 8.
Установка новой «катушки» (фиг. 4) включает трубопровод 1, фиксирующие устройства 2, силовые цилиндры 5 фиксирующих устройств, «катушку» 6, винтовые анкеры 7 и силовые станции 8.
Порядок осуществления заявленного способа.
Первоначально по способу ремонта дефектных участков трубопровода в траншее проводятся операции внутритрубной диагностики любым из существующих способов. На определенных потенциально проблемных участках трубопровода 1 производят вскрытие грунта.
Следующим этапом является определение критического напряженно-деформированного состояния дефектного участка трубопровода 1 и оценка геологических условий залегания его в траншее и геометрических отклонений от оси, по результатам которых определяется опасность «выстрела» при вырезке дефектного участка. При определении опасности «выстрела» принимается решение о необходимости фиксации относительно оси трубопровода 1 ремонтного участка фиксирующими устройствами 2, имеющими возможность регулировки концов трубопровода 1 в горизонтальном и вертикальном направлениях с целью последующего совмещения их осей (фиг. 1), при этом фиксирующие устройства 2 включают винтовые анкеры 7 с шарнирными опорами (на фигурах не обозначены) на силовых цилиндрах 5 для регулирования по высоте, содержащими полузахваты с замковыми устройствами (на фигурах не указаны).
Затем на дефектный участок трубопровода 1 устанавливаются труборезы 3 для осуществления операции вырезки дефектного участка (фиг. 2). Последовательно происходит вырезка дефектного участка. После чего, вследствие напряженного состояния трубопровода 1, образовавшиеся концы стремятся отклониться от собственной оси, но удерживаются в определенных пределах фиксирующими устройствами 2.
На фиг. 3 показана установка центровочных устройств 4 (работающих, например, на основе лазерных технологий). Путем регулировки силовыми цилиндрами 5 фиксирующих устройств 2 концов трубопровода 1 в вертикальном и горизонтальном направлениях совмещают оси концов трубопровода 1. После чего следует замена дефектного участка на новую «катушку» 6 (фиг. 4), последующая засыпка грунта и рекультивация земель. После проведения испытаний отремонтированный участок трубопровода 1 вводится в эксплуатацию.
Использование данного способа позволяет повысить точность центрирования и точность разметки стыков труб и ремонтной «катушки», что позволяет повысить качество выполнения и производительность проводимых работ, а также снизить себестоимость ремонта и трудоемкость.
Предлагаемое изобретение обеспечивает высокое качество выполнения ремонтных операций, уменьшение количества привлекаемой для производства работ техники.
При реализации способа ремонта дефектных участков трубопровода в траншее и устройства для его осуществления учтены все современные требования по защите окружающей среды и технике безопасности.