УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕМОНТА ДЕЙСТВУЮЩЕГО ТРУБОПРОВОДА БЕЗ ЕГО ОТКЛЮЧЕНИЯ

Заявляемая полезная модель относится к нефтяной промышленности, а именно к устройствам для ремонта действующего трубопровода без его отключения.
Известны способы ремонта повреждений трубопроводов, при которых необходимо их отключение и освобождение отключенных участков от перекачиваемого продукта. При опорожнении трубопровода происходит потеря перекачиваемого продукта, загрязнение окружающей среды; перекачиваемая вода вообще не собирается, а сбрасывается из трубопровода. При больших расстояниях между секущими задвижками происходят большие потери перекачиваемого продукта.
Мустафин Ф.М., Быков Л.И. и др. Промысловые трубопроводы и оборудование. - Москва, 2004.
Известно устройство для инспекции и ремонта трубопроводов, представляющее собой роботизированный комплекс, содержащий средства перемещения, крепления, инспекции и ремонта участков трубопровода, при этом комплекс снабжен способностью перемещаться энергией потока в трубопроводе за счет двух тороидальных эластичных элементов, расположенных на роботизированном комплексе спереди и сзади по ходу потока, и имеет герметично связанный с тороидальными эластичными элементами гибкий патрубок, (заявка №2009120424 от 25.05.2009 г. МПК F16L 55/18) Недостатком данного технического решения является его трудоемкость и сложность применения.
Известен способ ремонта повреждений действующих трубопроводов без их отключения, включающий трубопроводы со сквозным повреждением, оборудование и инструменты для ремонта, ремонт осуществляется на поврежденном участке, отключаемом в месте ремонта при помощи эластичных герметизирующих диафрагм, заполняемых воздухом для перекрытия потока, без остановки работы трубопровода при транспортировании продукта по обводной линии (заявка №2007122216 от 13.06.2007 г МПК F16L 1/00) Однако в этом способе ремонта не предусмотрены устройства для закручивания заглушки в приваренный патрубок - «испанку», что снижает надежность ремонтных работ, а также невозможность использования оборудования многократно.
Известно техническое решение «Устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов» с применением миниколтюбинговой мобильной установки с гибкой трубой с очистной форсункой, снабженной смонтированной на трубопроводе задвижкой с пусковой камерой, гидравлическим цилиндром с кондуктором, штоком подвода давления цилиндру (Заявка №2011140274 от 04.10.2011 г. МПК B08B 9/04) (прототип).
Однако, оборудование, которым снабжено предлагаемое устройство, реально можно использовать и для ремонта повреждений действующих трубопроводов без их отключения, оснастив дополнительными инструментами.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является создание надежного, экономичного и мобильного отечественного оборудования - устройства для ремонта трубопровода без его отключения, для многократного использования всего оборудования (до миллиона циклов операций).
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве для ремонта трубопровода без его отключения, содержащее смонтированные на трубопроводе задвижки с пусковыми камерами, телескопическими цилиндрами с кондукторами, клапанами подвода давления к цилиндру, шланго-кабели, согласно полезной модели, дополнительно снабжено байпасной линией - в виде плоскосворачиваемого рукава, с задвижками, рукоятками с сальниковыми уплотнениями, штоками с резьбой, магнитами и заглушками, кранами сброса давления, шланго-кабели снабжены нитиноловыми герметизаторами-пакерами, способными изменять свою форму за счет нагрева жил шланго-кабелей.
На фиг.1 изображено предлагаемое устройство для ремонта действующего трубопровода без его отключения.
На фиг.2 изображено устройство для установки заглушек.
Устройство для ремонта действующего трубопровода без его отключения содержит смонтированные на трубопроводе задвижки 1 с пусковыми камерами 2, включающие телескопические цилиндры 3 с кондукторами 4, клапаны подвода давления 5 к цилиндру 3, шланго-кабели 6, снабженые нитиноловыми герметизаторами-пакерами 7, байпасную линию - в виде плоскосворачиваемого рукава 8, с задвижками 9, рукоятками 10 с сальниковыми уплотнениями 11, штоками с резьбой 12, магнитами 13 и заглушками 14, кранами сброса давления 15.
Предлагаемое устройство работает следующим образом:
Проводят измерение толщины стенки в предполагаемом месте врезок под давлением и дают заключение о пригодности данного участка к проведению работ. После положительного заключения, на данных участках производятся сварочные работы по монтажу патрубков («испанок») с заранее приваренными к ним фланцами для крепления задвижек 9. Следующим этапом на приваренные «испанки» устанавливается запирающая арматура, после чего происходит монтаж двух установок холодной врезки (УХВ) и две врезки в трубопровод под давлением, для монтажа байпасной линии, которая представляет собой плоскосворачиваемый рукав 8, состоящий из плетеного каркаса, заключенного в эластомерный полиуретан.
Каркас производится на кругловязальных машинах из высокопрочных полиэфирных нитей и имеет бесшовную трубчатую конструкцию. В процессе производства плоскосворачиваемого рукава 8 каркас пропускается через экструдер, в котором он с обеих сторон покрывается полиуретаном. Полиуретан заполняет все пространство между нитями каркаса, в результате чего плоскосворачиваемый рукав 8 получается цельным и бесслойным. Каркас обеспечивает высокое рабочее давление рукава 8, а полиуретан обеспечивает сопротивлние коррозии, износостойкость, маслобензостойкость, устойчивость к химическому, физическому, бактериальному воздействию, эрозии, гидролизу и ультрафиолетовому излучению. Длина одной катушки плоскосворачиваемого рукава 8 составляет 200 м. Если необходимо сооружение байпасной линии более 200 м., то плоскосварачиваемые рукава 8 соединяются между собой быстроразъемным соединением. На концах плоскосварачиваемых рукавов 8 имеется соединительный элемент с прокладкой, который соединяется с задвижкой.
Далее производится монтаж двух патрубков «испанок», задвижек 1, с двух сторон от места повреждения трубопровода и проведение двух врезок под давлением УХВ. После врезки УХВ демонтируется и на ее место устанавливается пусковые камеры 2, закрепленные на задвижках 1. Пусковая камера 2 содержит телескопический (выдвигается как телескопичка) цилиндр 3 с кондуктором 4, а также просверливается отверстие для установки клапана подвода давления 5 к цилиндру 3. Кондуктор 4 представляет собой два ролика соединенные между собой металлическими пластинами и закрепленные к гидроцилиндру. Данное устройство имеет ограничитель, со стороны противоположной креплению к гидроцилиндру, используемый при спуске устройства в полость трубопровода для фиксации одного из роликов на острой кромке оставленной УХВ. После установки двух пусковых камер 2, производится ввод в полость трубопровода нитиноловых герметизаторов-пакеров 7, представляющих собой полый металлический цилиндр на наружной поверхности которого установлена спиралевидная пружина, выполненная из нитинола. Нитиноловый герметизатор-пакер 7 имеет резьбовое соединение для подключения к шланго-кабелю 6, диаметр которого составляет значение от 30 мм до 70 мм. Нитиноловый герметизатор-пакер 7 заключен в полиуретановую оболочку для обеспечения герметизации при деформации пружины. Изменение формы пружины связано с использованием для ее изготовления смеси металлов никеля (55%) и титана (45%), что соответствует формуле TiNi. Основное преимущество данного сплава заключается в уникальном свойстве нитинола воспроизводить заданную форму при воздействии на него тепла (память металла). Герметичность достигается за счет прижатия полиуретановой оболочки деформирующейся пружиной к внутренней стенки трубопровода, что позволяет не принимать во внимание состояние внутренний стенки трубопровода.
Первым вводится в полость трубопровода нитиноловый герметизатор-пакер 7 с отклонением по направлению движения потока. После того как цилиндр 3 спустил кондуктор 4 с нитиноловым герметизатором-пакером 7 в полость трубопровода и отклонил его в сторону по течению потока жидкости, происходит его проталкивание в полость ремонтируемого трубопровода на 10-15 см. Проталкивание осуществляется инжекторной головкой, (ленточный транспортер), установленной над сальниковым уплотнением 12 пусковой камеры 2. После проталкивания по жилам шланго-кабеля 6 подается напряжение, что вызывает изменение формы нитиноловой пружины, вследствие нагревания. Пружина расширяется, тем самым происходит прижатие полиуретановой оболочки нитинолового герметизатора-пакера к внутренней поверхности стенки трубопровода. Площадь прижатия рассчитывается при изготовлении нитиноловой пружины. После того, как установлены два устройства, перекачка жидкости будет осуществляться по байпасной линии 8.
По окончанию работ по вырезке аварийного участка, и монтажа на его место нового трубопровода, все оборудование демонтируется. На задвижку 9 устанавливается устройство для закручивания заглушки в приваренную «испанку» с внутренней конусной резьбой. После установки вворачивания заглушки 14 рукояткой 10 со штоком с резьбой 12 и магнитом 13 с сальниковым уплотнением 11 и клапаном сброса давления 15, устройство демонтируется, и на заглушку 14 устанавливается заглушенный ответный фланец или заглушка 14 обваривается.
Данное техническое решение позволяет производить мобильный, недорогой, качественный ремонт любых трубопроводов без остановки, снижать экологические риски, проводить работы с высокой эффективностью и экономией.
Таким образом, используется надежное, экономичное и мобильное отечественное оборудование - устройство для ремонта трубопровода без его отключения
1. После проведения работ по замене аварийного участка, на трубопроводе останется четыре заглушки. Иначе говоря, весь комплекс оборудования (кроме заглушек) может использоваться многократно.
2. Применение нитинолового герметизатора-пакера позволит перекрывать любое по геометрии сечение трубопровода, будь то эллипс или вмятины, даже с наличием отложений на стенке, с надежностью металлической заглушки, при этом рабочий элемент может быть мобильно введен в полость работающего трубопровода и также мобильно выведен из него для последующего использования. В этом методе герметизация трубопровода происходит не за счет подачи газа или воздуха в камеры диафрагм - это совершенно иной метод герметизации на нефтепромысловых и технологических трубопроводах.