БЫСТРОСЪЕМНОЕ ФЛАНЦЕВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ ТРУБ

Полезная модель относится к области трубопроводной арматуры, в частности, может быть использована при проведении очистки жидкостью под большим давлением от грязи и асфальтосмолопарафиновых отложений внутренней поверхности стеклопластиковых труб, используемых в промысловых трубопроводах и нефтепроводах.
Уровень техники
Известен элемент трубопроводной арматуры, имеющий возможность соединения с полипропиленовой и металлическими трубами, и закладной элемент для него (патент РФ №116198, МПK F16L 47/00, дата публ. 20.05.2012), содержащий изготовленный из полипропилена полый корпус с, по меньшей мере, одним выполненным с ним за одно целое элементом для соединения с полипропиленовой трубой, отверстие в котором открыто в полость корпуса, а также с, по меньшей мере, одним закладным элементом в форме втулки из металлического сплава, полость которой также сообщается с полостью корпуса, с заделанным в корпус участком и выступающим трубчатым участком, при этом заделанный в корпус участок закладного элемента со стороны торца выполнен с расположенной смежно внутренней поверхности закладного элемента кольцевой канавкой с внутренними боковыми цилиндрическими поверхностями, внутри которой с сопряжением с дном расположен кольцевой элемент из уплотнительного сплошного упругого материала. Недостатком данной конструкции является низкая надежность конструкции при подаче внутрь конструкции жидкости под давлением порядка 4 МПа.
Известно соединение пластмассовых труб с металлическими (патент РФ №2230969, кл. МПK F16L 13/007, F16L 47/00, дата публ.20.06.2004), состоящее из армированной пластмассовой трубы и навинченной на нее металлической трубы, сопрягаемые поверхности труб выполнены ступенчатыми, при этом ступень на внешней поверхности пластмассовой трубы выполнена ниже армирующего ее слоя. Недостатком данной конструкции является необходимость наличия ступенчатого перехода в концевой части трубы, что приводит к снижению ее прочностных характеристик.
Известны комбинированнные соединительные детали для металлопластиковых труб (патент РФ №14997, кл. МПK F16L 47/00, дата публ. 10.09.2000), содержащие пастмассовый корпус и металлические закладные детали с резьбой, при этом корпус соединительных деталей выполнен из статического сополимера полипропилена «Рондом Сополимер», а закладные детали - из высоколегированного коррозионного сплава стали с нанесенным никелевым покрытием. Недостатком данной конструкции является то, что во внутреннем канале пластмассового корпуса должен быть выполнен выступающий буртик для yпopa металлической втулки, соединяющей очищаемую трубу с переходным элементом, на котором установлена накидная гайка. В реальном трубопроводе таких буртиков нет.
Известно устройство для соединения металлической трубы с пластмассовой (патент РФ №40778, кл. МПK F16L 47/00, дата публ.27.09.2004), включающее металлическую трубу, конец которой установлен в пазу пластмассовой манжеты. Конец металлической трубы, установленный в манжете, снабжен отверстиями. При нагревании стальной трубы до температуры, превышающей температуру плавления материала манжеты на 10-50°С, контактирующие с трубой стенки манжеты оплавляются и затекают в отверстия, благодаря чему образуется неразъемное надежное соединение манжеты с трубой. Манжета снабжена соединительной втулкой, с помощью которой устройство соединяется с пластмассовым трубопроводом по схеме «в раструб» или «в стык» стандартным сварочным оборудованием. Для повышения надежности соединения стальной трубы с пластмассовой перед запрессовкой конца стальной трубы в пластмассовую манжету, отверстия могут быть заполнены материалом, из которого выполнена манжета. Недостатком данной конструкции является то, что она выполняется несъемной.
Наиболее близким по достигаемому техническому результату является способ («Регламент по монтажу, эксплуатации и ремонту трубопроводов из стеклопластиковых комбинированных труб (ТСK) и стеклопластиковых труб с внутренней защитной оболочкой из полиэтилена и полипроплена», ООО «Сервис ТТ», 21.08.2009), при котором, после снижения проходимости транспортируемой продукции скважин через стеклопластиковый трубопровод, в месте загрязнения (запарафинивания) трубопровода, производят его поперечный разрез, на наружную поверхность очищенного концевого участка стеклопластиковой трубы устанавливают на клеевое соединение фланцевый узел, включающий стеклопластиковый переходной патрубок, с установленными на нем переходным и соединительным фланцами, подводят шланг (трубопровод) с промывочной жидкостью, промывают загрязненный участок трубопровода под давлением порядка 4МПа, после чего возобновляют дальнейшее транспортирование продукции скважин. Недостатком данного способа является большая продолжительность по времени процедуры подготовки трубопровода к проведению очистки, включающая клеевую установку фланцевого узла на стеклопластиковую трубу, составляющую 2-3 часа, и дополнительно не менее суток на сушку эпоксидной смолы соединительного шва.
Раскрытие полезной модели
Задачей предлагаемой полезной модели является создание быстросъемного фланцевого устройства, устанавливаемого на концевую часть стеклопластиковой трубы, позволяющего подавать внутрь трубопровода промывочную жидкость под давлением не менее 4,0 МПа.
Техническим результатом, достигаемым предлагаемой полезной моделью, является снижение простоя трубопроводов транспортирования продукции скважин за счет ускорения процесса соединения промываемого участка стеклопластиковой трубы и трубы (шланга) подачи промывочного раствора при проведении очистки внутренней поверхности стеклопластиковых труб от асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) и других видов загрязней внутри трубопровода.
Технический результат достигается благодаря тому, что быстросъемное фланцевое устройство для стеклопластиковых труб включает концевой участок стеклопластиковой трубы и соединительный узел для присоединения ее к промывочному шлангу, при этом соединительный узел содержит полый цилиндрический шток, на боковой наружной поверхности которого частично выполнена наружная резьба; прижимной стакан с фланцами разных диаметров; цилиндрический корпус с фланцем и центральным сквозным отверстием в торцевой стенке; набор внутренних резиновых манжет, внутренний диаметр которых не менее наружного диаметра полого цилиндрического штока, а внутренний диаметр эквивалентен внутреннему диаметру концевого участка стеклопластикой трубы; набор наружных резиновых манжет, наружный диаметр которых не более внутреннего диаметра цилиндрического корпуса, а их внутренний диаметр эквивалентен наружному диаметру концевого участка стеклопластиковой трубы; фиксирующую гайку, внутренний диаметр которой эквивалентен наружному диаметру резьбового участка полого штока, при этом полый цилиндрический шток связан с фиксирующей гайкой резьбовым соединением, фиксирующая гайка соединена с цилиндрическим корпусом болтовым соединением, а фланец цилиндрического корпуса соединен с фланцем прижимного стакана шпилечным соединением.
Краткое описание чертежей
На чертеже представлена схема быстросъемного фланцевого устройства для стеклопластиковых труб.
Осуществление полезной модели
Быстросъемное фланцевое устройство для стеклопластиковых труб включает прижимной стакан 1, устанавливаемый концентрично на концевой участок стеклопластиковой трубы 2. На торцах прижимного стакана 1 выполнены фланец 3 с четырьмя диаметрально расположенными сквозными резьбовыми отверстиями 4, и фланец 5 меньшего диаметра, чем фланец 3. Последовательно, вплотную к фланцу 5 меньшего диаметра прижимного стакана 1, на концевой участок стеклопластиковой трубы 2 концентрично установлен набор наружных резиновых манжет 6, наружный диаметр которых не более наружного диаметра фланца 5 прижимного стакана 1.
Во внутренний канал концевого участка стеклопластиковой трубы 2 концентрично установлен полый шток 7 со ступенчатой наружной боковой поверхностью, более широкая часть которой выполнена гладкой, а более узкая часть выполнена резьбовой.
На гладкий участок наружной боковой поверхности полого штока 7 установлены внутренние резиновые манжеты 8 с наружным диаметром не более внутреннего диаметра стеклопластиковой трубы 2. Полый шток 7 установлен во внутренний канал стеклопластиковой трубы 2 таким образом, что внутри расположен только более широкий участок с внутренними резиновыми манжетами 8, а более узкая резьбовая часть полого штока 7 находится за пределами торца концевого участка стеклопластиковой трубы 2.
Концентрично центральной оси, на участок с наружными резиновыми манжетами 6, установлен цилиндрический стакан 9 с фланцем 10, обращенным к фланцу 3 прижимного стакана 1, и резьбовыми отверстиями 11, аналогичными отверстиям 4 фланца 3. В резьбовые отверстия 4 и 11 установлены шпильки 12 с гайками 13.
С другой стороны цилиндрический стакан 9 выполнен закрытым, с центральным сквозным отверстием и четырьмя диаметрально попарно расположенными отверстиями 14 в торцевой части. На резьбовом участке боковой поверхности полого штока 7 установлена фиксирующая гайка 15, во фланцевой части которой выполнены четыре попарно расположенные сквозные резьбовые отверстия 16, соединенные болтами 17 и гайками 18 с отверстиями 14 цилиндрического стакана 9.
На концевой части полого штока 7 расположен шаровой кран 19 для пропускания водной смеси при проведении очистки внутренней поверхности стеклопластиковой трубы 2. Водная смесь для промывки подается через шланг, соединенный с полым штоком 7 накидной гайкой 20.
Быстросъемное фланцевое устройство для стеклопластиковых труб работает следующим образом.
В месте, где внутренний канал стеклопластиковой трубы 2 закупоривается асфальтосмолопарафиновыми отложениями (АСПО), трубу перерезают и устанавливают на ее наружной боковой поверхности прижимной стакан 1, к торцу 5 которого концентрично устанавливают пакет наружных резиновых манжет 6.
Более широкую часть полого штока 7, с размещенными по его наружной боковой поверхности внутренними резиновыми манжетами 8, устанавливают во внутренний канал трубы 2 таким образом, что концевой участок трубы располагается между резиновыми манжетами 6 и 8. После этого на полый шток 7 устанавливают концентрично цилиндрический стакан 9, после чего его фланцы 10 через отверстия 11 стягивают шпилечным соединением 12 гайками 13 с отверстиями 4 торца 3 прижимного стакана 1.
После этого, на резьбовую часть полого штока 7 устанавливают гайку 15, отверстия 16 фланцевой части которой соосно совмещают с отверстиями 14 цилиндрического стакана 9, затягивая соединение с помощью болтов 17 и гаек 18. После поджатия наружные резиновые манжеты 6 и внутренние резиновые манжеты 8 деформируются, зажимая между собой концевой участок стеклопластиковой трубы 2.
После фиксации концевого участка трубы 2, на свободный резьбовой участок полого штока 7 устанавливают шаровой кран 19. Перед проведением очистки с помощью накидной гайки 20 к полому штоку подсоединяют шланг с промывочной жидкостью.
Отработка устройства производилась в ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» на стеклопластиковых трубах диаметром 75 мм при условиях: рабочая среда - вода, рабочая температура -12°C, максимальное давление при проведении испытания – 6 МПа. Испытания проводились согласно ГОСТ 24157-80 «Метод определения стойкости при постоянном давлении», предполагающий воздействие осевой и радиальной нагрузки на стенку образца.
После проведения очистки внутренней поверхности стеклопластиковой трубы 2, фланцевое устройство снимают в обратном порядке, подсоединяют очищенный участок к трубопроводу для дальнейшей транспортировки продукции скважин.