ОПОРА ТРУБОПРОВОДА
PIPELINE SUPPORT

Изобретение относится к области строительства магистральных трубопроводов, в частности к опорам трубопроводной обвязки газоперекачивающего агрегата компрессорной станции, и может быть использовано в качестве опор трубопроводной обвязки насосного агрегата нефтеперекачивающей станции, а также при сооружении технологических трубопроводов высокого давления.
Известна опора горизонтального трубопровода и его вертикального отвода с коленом (Авторское свидетельство СССР №657214, кл. F16L 3/18, опубл. 19.04.1979 г.), которая содержит стойку, связанную с основанием, при этом стойка выполнена жесткой и полой и ее полость соединена с полостью трубопровода. Опора обеспечивает компенсацию температурных деформаций трубопровода и его ответвлений. Недостатком указанной опоры является неприспособленность ее применения в качестве опоры разгрузочной в обвязке газоперекачивающего агрегата компрессорной станции.
Известна опора разгрузочная (патент на полезную модель РФ №112974, МПК F16L 3/18, опубл. 27.01.2012 г.), которая содержит опорную конструкцию и несущий элемент, выполненный с возможностью перемещения по направляющей, в которой несущий элемент жестко соединен с горизонтальным патрубком. Опора обеспечивает разгрузку трубопровода обвязки газоперекачивающего агрегата компрессорной станции.
Также известна подвижная опора трубопровода (Авторское свидетельство СССР №1656269, кл. F16L 3/18, опубл. 15.06.1991 г.), которая содержит несущую опору, антифрикционную прокладку, направляющую с приваренной к ней прокладкой из листовой нержавеющей стали и защитные плиты со стойками и шарнирами, которые соединяют стойки с направляющими. Опора обеспечивает разгрузку трубопровода в горизонтальной плоскости и защиту антифрикционной прокладки от загрязнений.
Наиболее близкой к изобретению является опора надземного трубопровода (Авторское свидетельство СССР №307239, МПК F 16/3/18, опубл. 21.06.1971 г.), которая содержит основание с опорным элементом, несущую плиту, жестко связанную с трубопроводом и перемещающуюся по направляющей с антифрикционным самосмазывающимся слоем, и вкладыши.
Недостатком указанных опор является недостаточная разгрузочная способность, что ограничивает их применение, например, в качестве опор разгрузочных в трубопроводной обвязке газоперекачивающего агрегата компрессорной станции, имеющей ограничения по допустимым нагрузкам и моментам, действующим на соединительные элементы газоперекачивающего агрегата со стороны трубопроводной обвязки.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в снижении нагрузок и моментов, воздействующих на соединительные элементы газоперекачивающего агрегата компрессорной станции со стороны трубопроводной обвязки, возникающих от веса оборудования, от взаимного перемещения газоперекачивающего агрегата и трубопроводной обвязки, от вибраций, от температурных деформаций и от других воздействий.
Технический результат заключается в повышении надежности и долговечности соединительных элементов газоперекачивающего агрегата.
Указанный технический результат достигается тем, что в опоре трубопровода, содержащей основание, опорный элемент, несущую плиту, жестко связанную с трубопроводом и перемещающуюся по направляющей, согласно изобретению опорный элемент выполнен в виде двух соосных узлов скольжения, жестко закрепленных на основании, и опора оснащена отводом и балкой, расположенной на одной оси с прямым участком трубопровода и жестко связанной с отводом, при этом прямой участок трубопровода опирается на направляющую первого узла скольжения, балка опирается на направляющую второго узла скольжения, а отвод располагается между узлами скольжения.
Описание настоящего изобретения дает ссылки на прилагаемые чертежи, из которых:
фиг. 1 схематично иллюстрирует опоры трубопроводов, установленные в трубопроводной обвязке газоперекачивающего агрегата компрессорной станции, представляющие собой вариант осуществления настоящего изобретения;
фиг. 2 и 3 схематично иллюстрируют виды опор трубопроводов, представляющие вариант осуществления настоящего изобретения;
в таблице представлены результаты сравнительного анализа применения существующих опор разгрузочных и опоры трубопровода, выполненной на основании предлагаемого изобретения.
На фиг. 1 приведен схематичный изометрический вид опор трубопроводов в трубопроводной обвязке газоперекачивающего агрегата компрессорной станции, представляющий собой вариант осуществления настоящего изобретения. Трубопроводная обвязка газоперекачивающего агрегата компрессорной станции включает в себя: трубопровод входа газа 1; отвод трубопровода входа газа в газоперекачивающий агрегат 2; прямой участок трубопровода входа газа в газоперекачивающий агрегат 3; соединительный элемент газоперекачивающего агрегата с трубопроводом входа газа 4; газоперекачивающий агрегат 5; соединительный элемент газоперекачивающего агрегата с трубопроводом выхода газа 6; прямой участок трубопровода выхода газа из газоперекачивающего агрегата 7; отвод трубопровода выхода газа из газоперекачивающего агрегата 8; трубопровод выхода газа 9; две опоры трубопроводов 10.
На фиг. 2 приведены схематичные основные виды опоры трубопровода, на фиг. 3 приведен схематичный изометрический вид опоры трубопровода, представляющие собой вариант осуществления настоящего изобретения. Опора трубопровода состоит из: основания 11; опорного элемента 12, выполненного из двух соосных узлов скольжения 13, 16, состоящих из несущих плит 14, 17 и направляющих 15, 18; балки 19, жестко связанной с отводом трубопровода 2, 8.
Изобретение может быть осуществлено следующим образом.
У опоры трубопровода, содержащей основание 11, опорный элемент 12, прямой участок трубопровода 3, 7, отводы 2, 8 и балку 19, при этом опорный элемент 12 выполнен в виде двух соосных узлов скольжения 13, 16 и жестко закреплен на основании, при этом прямой участок трубопровода поз.3, 7 жестко связан с несущей плитой 14, опирающейся на направляющую 15 первого узла скольжения 13, балка 19 жестко связана с несущей плитой 17, опирающейся на направляющую 18 второго узла скольжения 16, а отвод 2, 8 располагается между узлами скольжения 13, 16, а балка 19 жестко связана с отводом 2, 8 и расположена на одной оси с прямым участком трубопровода 3, 7, что приводит к снижению нагрузок и моментов на соединительные элементы 4, 6 газоперекачивающего агрегата 5 со стороны трубопроводной обвязки, что непосредственно приводит к повышению надежности и долговечности соединительных элементов газоперекачивающего агрегата с трубопроводной обвязкой.
Сведения, подтверждающие возможность получения при осуществлении изобретения технического результата (причинно-следственная связь существенных признаков с указанным техническим результатом), состоят в следующем.
Выполнение опорного элемента в виде двух соосных узлов скольжения, жестко установленных на основании, и наличие отвода и балки, жестко связанной с отводом и расположенной на одной оси с прямым участком трубопровода, при этом прямой участок трубопровода опирается на первый узел скольжения, балка, жестко соединенная с отводом, опирается на второй узел скольжения, а отвод располагается между узлами скольжения, при этом соосные узлы скольжения полностью исключают смещения в поперечном направлении и позволяют свободно смещаться вдоль оси узлов скольжения, приводит к снижению нагрузок и моментов на соединительные элементы газоперекачивающего агрегата со стороны трубопроводной обвязки, что повышает надежность и долговечность соединительных элементов газоперекачивающего агрегата с трубопроводной обвязкой.
Следовательно, совокупность существенных признаков достаточна для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата.
Пример работы опоры трубопровода
При работе газоперекачивающего агрегата компрессорной станции 5 газ под высоким давлением Рвх всасывается из трубопровода входа газа 1 и, проходя через отвод 2 и прямой участок трубопровода входа газа 3, нагнетается с давлением Рвых в прямой участок трубопровода выхода газа 7, затем проходит через отвод 8 и поступает в трубопровод выхода газа 9. При этом процессе вследствие перемещения газа под высоким давлением и в результате изменения температуры в трубопроводах входа и выхода газа 1 и 9, в отводах 2 и 8 и в прямых участках трубопровода 3 и 7 возникают температурные деформации и другие воздействия, что приводит к возникновению усилий, крутящих и изгибающих моментов во фланцевых соединениях 4 и 6 газоперекачивающего агрегата 5.
Опоры трубопроводов 10 установлены на трубопроводах входа и выхода газа и имеют опорный элемент 12, выполненный в виде двух соосных узлов скольжения 13 и 16, расположенных на основании 11.
Прямой участок трубопровода 3, 7, жестко связанный с несущей плитой 14, опирается на направляющие 15, жестко закрепленные на основании 11.
Балка 19, жестко соединенная с отводом трубопровода 2, 8, жестко связана с несущей плитой 17, опирается на направляющие 18, жестко закрепленные на основании 11.
Размещение двух соосных узлов скольжения 13, 16 с двух сторон отвода трубопровода 2, 8 приводит к снижению усилий, изгибающих и крутящих моментов во фланцевых соединениях 4, 6 газоперекачивающего агрегата 5.
Компенсация деформаций, возникающих в трубопроводной обвязке газоперекачивающего агрегата при рабочей нагрузке от давления газа и от перепада температур между рабочей температурой газа и температурой фиксации трубопроводной обвязки, обеспечивается за счет перемещения прямого участка трубопровода 3, 7 с отводом 2, 8 и балки 19 по направляющим 15, 18.
Результаты сравнительного анализа применения существующих опор разгрузочных и опоры трубопровода, выполненной на основании предлагаемого изобретения на примере трубопроводной обвязки газоперекачивающего агрегата ГПА-16 «Волга» с рабочим давлением газа 7,5 МПа, имеющего ограничения по допустимым значениям нагрузок и моментов, действующих на фланцевые соединения агрегата со стороны трубопроводной обвязки, представлены в таблице. Показано, что выполнение опор трубопроводов на основании технических решений предложенного изобретения по сравнению с опорами трубопроводов, основанными на существующих технических решениях, приводит к снижению нагрузок и моментов на соединительные элементы газоперекачивающего агрегата со стороны трубопроводной обвязки и обеспечивает повышение надежности и долговечности газоперекачивающего агрегата.