ТЕПЛОИЗОЛИРОВАННАЯ ТРУБА

Полезная модель относится к области машиностроения и применяется при изготовлении предварительно тепло-гидроизолированных труб различных диаметров, предназначенных для транспортировки текучих сред в подземных теплотрассах или для трубопроводов, транспортирующих нефть, газ и пр.
Известно теплоизолированное звено трубопровода, содержащее, по меньшей мере, одну внутреннюю трубу, теплоизоляционный слой на основе вспененного полиуретана или полиизоцианурата и наружную оболочку из термопластичной пластмассы, в котором между теплоизоляционным слоем и наружной оболочкой расположена пластмассовая пленка, отличающееся тем, что пластмассовая пленка состоит из нескольких слоев, причем, по меньшей мере, один слой выполнен непроницаемым для содержащегося в ячейках вспененного полиуретана или полиизоцианурата вспенивающего газа, а другой слой приклеен как к наружной оболочке, к которой он обращен, так и к теплоизоляционному слою, к которому он также обращен (DE 20303698 U, F16L 59/147, 15.05.2003).
Кроме того, известен трубопровод для транспортировки горячих и холодных текучих сред, содержащий внутреннюю несущую трубу, по меньшей мере, один слой теплоизолирующего материала и внешнюю обсадную трубу, установленную коаксиально на несущую трубу, отличающийся тем, что между внутренней поверхностью обсадной трубы и внешней поверхностью теплоизолирующего материала и/или между внешней поверхностью несущей трубы и внутренней поверхностью теплоизолирующего материала имеется пленка нелипкого смазывающего материала, обеспечивающего достижение условия скольжения с контролируемым трением между теплоизолирующим материалом и внутренней поверхностью внешней обсадной трубы и/или между теплоизолирующим материалом и наружной поверхностью внутренней несущей трубы, причем теплоизолирущим материалом является пенополиуретан (WO 2005058573 A1, B29C 44/12, 30.06.2005.)
Известны тепло-гидроизолированные трубы, изготавливаемые по ГОСТ 30732-2006 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочкой» из стальных труб диаметром от 32 до 1420 мм с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке или со стальным защитным покрытием, оснащаемые проводами системы оперативного дистанционного контроля. Трубы предназначены для подземной прокладки тепловых сетей (в полиэтиленовой оболочке - бесканальным способом, со стальной защитной оболочкой - в проходных каналах и туннелях) и надземной прокладки тепловых сетей (для труб со стальным защитным покрытием).
В патенте на полезную модель RU №80912, выбранном в качестве прототипа, описана теплогидроизолированная труба, характеризующаяся тем, что она содержит, по крайней мере, одну рабочую трубу, предпочтительно, металлическую, например стальную, один слой гидроизоляции в виде металлической, предпочтительно, стальной оболочки или оболочки из полимерного или полимерсодержащего материала и один слой армированной армокаркасами теплоизоляции из пенополиуретана.
Теплогидроизолированная труба снабжена проводниками-индикаторами системы оперативного дистанционного контроля. Она изготовлена в диапазоне значений диаметров рабочей трубы от 200 до 1050, преимущественно от 219 до 1020 мм. При этом обеспечивается объемная огражденность теплоизоляционного материала с удельным объемом последнего, отнесенным к единице полезного объема погонного метра рабочей трубы, лежащим в диапазоне значений от 0,25 до 1,4. Причем слой теплоизоляции выполнен адгезионно связывающим между собой рабочую трубу и слой гидроизоляции с обеспечением совместной работы всех слоев и рабочей арматуры.
Недостатком предложенной конструкции является отсутствие возможности поддержания температуры внутри рабочей трубы, необходимой для транспортировки нефти, содержащей тяжелые парафины. Это приводит к выпадению фракций парафинов внутри трубы и образованию пробок, что влечет за собой необходимость проведения дорогостоящих мероприятий по очистке внутренней полости рабочей трубы.
Другим недостатком является то, что стальная оболочка или оболочка из полимерного или полимерсодержащего материала не обеспечивает достаточной прочности при использовании трубы в сложных условиях, например в местах с возможным воздействием камнепадов, размыванием поддерживающего грунта руслами ручьев, а также в случаях, когда прокладка трубопровода производится в сложных геокриологических условиях.
Технической задачей заявляемой полезной модели является создание конструкции трубы для транспортировки нефти, которая исключает возможность образования парафиновых пробок, при этом обладает повышенной прочностью.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в исключении образования парафиновых пробок при транспортировке нефти по трубопроводу. Также техническим результатом является возможность использования трубы для прокладки трубопроводов в местах со сложными условиями.
Поставленная задача решается тем, что теплоизолированная труба состоит из проводящей трубы, на которой соосно расположена изолирующая труба. Объем между проводящей трубой и изолирующей трубой заполнен пенополиуретаном. Причем на внешней поверхности проводящей трубы равномерно по поверхности установлены и закреплены трубы для греющего кабеля.
В частном случае соосное расположение проводящей трубы и изолирующей трубы выполнено при помощи центраторов.
В частном случае стенки проводящей трубы и изолирующей трубы имеют одинаковую толщину.
В частном случае на внешней поверхности проводящей трубы дополнительно установлена и закреплена труба для контрольно-измерительного кабеля.
В частном случае зона прилегания трубы для греющего кабеля к проводящей трубе заполнена теплопроводящей пастой, при этом теплопроводящая паста закрыта фольгой.
В дальнейшем заявляемое техническое решение иллюстрируется подробным описанием конкретного, но не ограничивающего настоящее техническое решение, примера выполнения теплоизолированной трубы и чертежами, на которых:
фиг. 1 представляет собой разрез теплоизолированной трубы;
фиг. 2 - поперечное сечение теплоизолированной трубы;
фиг. 3 - вырез А (фиг.2).
Теплоизолированная труба, как это показано на фиг. 1 и фиг. 2, состоит из проводящей трубы 1, на которой соосно расположена изолирующая труба 2. Стенки проводящей трубы 1 и изолирующей трубы 2 могут быть выполнены, как с одинаковой толщиной, так и могут быть выполнены разнотолщинными. Объем между проводящей трубой 1 и изолирующей трубой 2 заполнен пенополиуретаном 3. На внешней поверхности проводящей трубы 1 равномерно по поверхности установлены и закреплены трубы 4 для греющего кабеля. Соосность расположения проводящей трубы 1 и изолирующей трубы 2 обеспечивается при помощи центраторов 5, закрепленных при помощи фиксаторов 6.
На внешней поверхности проводящей трубы 1 дополнительно установлена и закреплена труба 7 для контрольно-измерительного кабеля. Зона прилегания трубы 7 для греющего кабеля к проводящей трубе 1 заполнена теплопроводящей пастой 8, при этом теплопроводящая паста закрыта фольгой 9, как это показано на фиг. 3.
Сборка теплоизолированной трубы производится следующим образом. Перед сборкой проводящая труба 1 и изолирующая труба 2 очищаются, например при помощи дробометной установки. При необходимости, внутри проводящей трубы 1, наносится эпоксидное, эмалевое или иное защитное или антифрикционное покрытие. Затем на проводящую трубу 1 и изолирующую трубу 2 наносится полимерное покрытие, которое может содержать от одного до трех слоев.
После нанесения указанного покрытия трубы на проводящую трубу 1, установленную на специальном сборочном стенде устанавливаются центраторы 5, которые могут быть выполнены, например, из пластика или дерева. Центраторы 5 закрепляются на поверхности проводящей трубы 1, непосредственно на нанесенном полимерном покрытии при помощи стальных лент - фиксаторов 6. Далее на тело проводящей трубы 1 на фиксаторах 6 закрепляются труба 4 для греющего кабеля и труба 7 для контрольно-измерительного кабеля. После монтажа всего межтрубного пространства на проводящую трубу 1 одевается изолирующая труба 2. Длина изолирующей трубы 2 короче длины проводящей трубы 1. На концы изолирующей трубы 2 одевают специальные заглушки, на рисунках не показаны. Теплоизолированную трубу, в виде собранной конструкции перемещают на заливочный стенд, который обеспечивает равномерную поддержку изолирующей трубы 2 и имеет упоры для поддержки проводящей трубы 1. В пространство между проводящей трубой 1 и изолирующей трубой 2 подают необходимое количество пенополиуретана 3 в виде жидких компонентов. Подача осуществляется от центра конструкции к краям в случае двухсторонней подачи компонентов, или от одного края к другому в случае односторонней подачи. Заливку конструкции производят строго при положительных температурах. После завершения заливки и полимеризации пенополиуретановых компонентов заглушки снимают, а на концы одевают специальную термоусаживающуюся гидроизолирующую манжету, на рисунках не показанную. Далее готовую конструкцию теплоизолированной трубы направляют к месту временного хранения, либо отгружают непосредственно потребителю.
Предлагаемая полезная модель может применяться в местностях, обуславливающих требования повышенной прочности к некоторой части трубопровода, например возможное воздействие камнепадов, размывание поддерживающего грунта руслами ручьев и т.п., а также использоваться при прокладке и использовании трубопровода в сложных геокриологических условиях, например в условиях вечной мерзлоты.
Предельная прочность конструкции практически равняется суммарной прочности проводящей трубы 1 и изолирующей трубы 2. Теплоизолированная труба предназначена для применения в местах, где к трубопроводу предъявляются одновременные требования по высокой механической прочности и пониженной тепловодности трубы, обеспечивающей защиту транспортируемого продукта от переохлаждения. Конструкция применяется преимущественно на прямых участках трубопроводов, что обусловлено ее повышенной жесткостью.