Устройство для центрирования труб

Полезная модель относится к области технической эксплуатации магистральных трубопроводов и может быть использована при выполнении ремонтных работ с заменой дефектного участка трубопровода.
Известен наружный пластинчатый (цепной) центратор конструкции Института электросварки им. Е.О. Патона (см. книгу «Сооружение и ремонт газонефтепроводов» Березин В.Л. «Недра», 1972, с. 57), применяемый для сборки стыков труб при электродуговых методах сварки.
Недостатком этого центратора является плохое совпадение внутренних кромок труб и трудность формирования шва.
В качестве ближайшего аналога принято устройство для центрирования труб, содержащее соединенные между собой хомуты из двух шарнирно скрепленных половин, на концах которых установлены запорные устройства, и снабжено силовым набором из стрингеров и подвижными регулируемыми упорами, выполненными с возможностью перемещения вдоль стрингеров, при этом соединение стрингеров с хомутами выполнено с возможностью перемещения относительно друг друга с последующей фиксацией (см. патент RU № 2217650 МПК F16L 55/18, F16L 1/036, 2003 г.).
Недостатком этого устройства является то, что, вследствие возникновения значительных напряжений в трубопроводе при вырезке дефектного участка, возможно нарушение соосности концов трубы из-за упругой деформации стрингеров. В таком случае обеспечение соосности эксплуатируемого трубопровода, подлежащего ремонту, требует применения специальных грузоподъемных механизмов, например кранов-трубоукладчиков.
Основной задачей, на решение которой направлена предполагаемая полезная модель, является повышение эффективности работ по вварке новой «катушки» при ремонте трубопровода с заменой дефектного участка различной длины.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении соосности трубопровода и ввариваемой «катушки», при облегчении подгонки и вварки новой «катушки» различной длины.
Поставленная задача решается тем, что устройство для центрирования труб, содержащее хомуты, выполненные из двух шарнирно скрепленных половин с запорными устройствами на концах, снабжено силовым набором из стрингеров с подвижными регулируемыми упорами, выполненными с возможностью перемещения вдоль стрингеров, при этом соединение стрингеров с хомутами выполнено с возможностью перемещения относительно друг друга с последующей фиксацией стопорными винтами, отличается тем, что хомуты снабжены стягивающими устройствами и датчиками контроля соблюдения соосности, состоящими из излучателей, расположенных на хомутах «катушки», и экранов для приема лучей, расположенных на хомутах трубопровода.
Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».
При этом совокупность отличительных признаков формулы полезной модели обеспечивает соосность трубопровода и ввариваемой «катушки», при облегчении подгонки и вварки новой «катушки» различной длины.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства для центрирования труб; на фиг. 2 изображен вертикальный разрез устройства для центрирования труб.
На чертежах показаны трубопровод 1, «катушка» 2, хомуты 3 трубопровода 1, хомуты 4 «катушки» 2, запорные устройства 5 хомутов 3, запорные устройства 6 хомутов 4, излучатели 7, экраны 8 для приема лучей 9, приливы 10, стрингеры 11, стопорные винты 12, подвижные упоры 13, стягивающие устройства 14, расстояние а между парой излучателей 7, расстояние в между парой экранов 8 для приема лучей 9.
Устройство для центрирования труб, устанавливаемое на трубопровод 1 и «катушку» 2 снабжено парой хомутов 3 и парой хомутов 4 соответственно, которые выполнены разъемными, состоящими из двух шарнирно соединенных половин, свободные концы которых снабжены запорными устройствами 5 и 6 соответственно.
Хомуты 4 снабжены излучателями 7, а хомуты 3 снабжены экранами 8 для приема лучей 9 от излучателей 7. Излучатели 7 и экраны 8 сгруппированы по парам, при этом расстояние между ними а и в имеют одинаковое значение.
Каждый хомут 3 снабжен четырьмя приливами 10 с отверстиями, в которые продевают стрингеры 11, закрепляемые стопорными винтами 12. Кроме того, на двух нижних стрингерах 11 предусмотрены подвижные упоры 13, которые монтируют с возможностью перемещения вдоль них. Регулировка подвижных упоров 13 осуществляется за счет механических, гидравлических или других известных типов приводов.
Стягивающие устройства 14, установленные на хомуты 3 соединяют с хомутами 4 с помощью разъемного соединения известного типа, и осуществляют первичное центрирование устанавливаемой «катушки» 2, а с помощью подвижных упоров 13 и системы излучателей 7 и экранов 8 производят окончательную подгонку «катушки» 2.
Устройство работает следующим образом.
На трубопровод 1 монтируют хомуты 3 с установленными на них экранами 8 для приема лучей 9 и стягивающими устройствами 14. Хомуты 3 закрепляют на трубопроводе 1 посредством запорных устройств 5 на расстоянии не меньшем, чем длина удаляемого участка трубы.
Через отверстия в приливах 10 хомутов 3 продевают четыре стрингера 11, из которых на два нижних устанавливают подвижные упоры 13. Положение хомутов 3 относительно стрингеров 11 фиксируют с помощью стопорных винтов 12.
«Катушку» 2 готовят к монтажу, для этого с двух концов на нее устанавливают хомуты 4, снабженные излучателями 7. Хомуты 4 закрепляют на «катушке» 2 посредством запорных устройств 6.
После вырезки известным способом (например, взрывным или механическим) и удаления дефектного участка трубопровода 1 вместо него устанавливают заранее подготовленную «катушку» 2 на подвижные упоры 13.
После этого стягивающие устройства 14, установленные на хомуты 3 соединяют с хомутами 4 «катушки» 2 посредством разъемного соединения (например, болтового). Стягивающие устройства 14 осуществляют первичное центрирование устанавливаемой «катушки» 2.
Более точную подгонку «катушки» 2 обеспечивает система, при которой излучатели 7 создают лучи 9, при попадании лучей 9 на зону экранов 8, подается сигнал, сообщающий о соблюдении соосности трубы 1 и «катушки» 2. После этого производится вварка «катушки» 2.
После вварки «катушки» 2 устройство для центрирования труб демонтируют.