ШЛЮЗ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВАКУУМА И УСТАНОВКИ ЗАГЛУШКИ (ПРОБКИ)

Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности и может найти применение при добыче нефти и газа.
Из уровня техники известны теплоизолированные трубы, состоящие из коаксиально расположенных наружных и внутренних труб, образующих герметичное кольцевое межтрубное пространство, вакуумированное до молекулярного режима течения газов. Поскольку утрата или негарантированные теплоизоляционные свойства могут привести к неоправданным затратам при монтаже колонны или трубопровода, более того, к аварийной ситуации, процессе эксплуатации таких труб периодически возникает потребность в контроле степени вакуума и, при не надлежащих его значениях - в восстановлении, как правило, в полевых условиях. В числе известных устройств для осуществления подобных операций может быть упомянуто устройство по патенту США №4673652, при функционировании которого межтрубное пространство вакуумируется через радиальное отверстие в стенке наружной трубы посредством вакуумного насоса и устанавливаемого на трубу шлюза; по достижении вакуума в отверстие через шлюз устанавливают пробку в виде заклепки, труба готова к эксплуатации. В указанном патенте раскрыт также способ контроля параметров межтрубного пространства, включающий использование датчика, чувствительный элемент которого установлен в отвакуумированном межтрубном пространстве, а контакты выводов расположены снаружи трубы.
Недостаток известной конструкции заключается в том, что исключается возможность оперативного восстановления степени вакуума после откачки и заклепки пробки, в особенности, в полевых условиях. Подобный недостаток является весьма существенным, поскольку вследствие газовыделения с поверхности труб, образующих вакуумируемую полость, параметры вакуума могут снизиться до потери необходимых теплоизоляционных свойств трубы.
Заявленное решение обеспечивает возможность оперативного восстановления вакуума, в том числе, в полевых условиях.
Для достижения поставленного результата предлагается шлюз вакуумировочный, содержащий корпус с внутренней камерой, связанной с откачным отверстием, и шток, установленный в корпусе с возможностью вращения и поступательного перемещения внутри упомянутой камеры, при этом корпус выполнен с наружной резьбой, служащей для установки шлюза на вакуумируемом изделии с возможностью связи внутренней камеры с вакуумируемой полостью, а шток выполнен с захватом, служащем для сцепления с пробкой.
Полезная модель иллюстрируется изображениями принципиального состава конструктивных элементов заявленного устройства (фиг. 1), общего вида пробки, установленной в изделии, в котором необходимо восстановить вакуум (фиг. 2), шлюза установленного на вакуумируемое изделие и обеспечивающего извлечение пробки (фиг. 3), процесса восстановления вакуума (фиг. 4), установки пробки в изделие после восстановления вакуума (фиг. 5), контроля вакуума в изделии в период эксплуатации изделия (фиг. 6),
Возможность достижения поставленного результата посредством заявленной конструкции будет раскрыта ниже, в процессе подробного описания ее конкретного исполнения.
В общем виде заявленная конструкция (фиг. 1) включает корпус 1, устанавливаемый на вакуумируемое изделие (трубу - условно не показана), и шток 2, имеющий возможность перемещения в вертикальном направлении и узел уплотнения 3.
Принципиально, функционирование заявленного устройства возможно в теплоизолированных насосно-компрессорных трубах с вакуумной теплоизоляцией (или других изделиях) в откачное отверстие которых установлена съемная пробка, снабженная барометрическим датчиком. На наружной поверхности такого вакуумируемого изделия - наружной трубы, имеется протектор 4 (фиг. 3) с торцовым вакуумным уплотнением для установки вакуумировочного шлюза, радиальным откачным отверстием с резьбой и торцовым вакуумным уплотнением для установки резьбовой пробки 5. Возможная конструкция пробки представлена на фиг. 2, где поз. 6 обозначен колпачок, поз. 7 - крышка (конструкция трубы как таковая не является предметом заявленной полезной модели и в данном описании упомянута исключительно с целью пояснения существа заявленного решения).
Первоначально, на вакуумируемую трубу (фиг. 3 и фиг. 4), в радиальное откачное отверстие протектора 4 ввинчивается корпус 1, шток шлюза опускается вертикально вниз, захват штока входит в зацепление с пробкой 5, пробка вывинчивается и поднимается со штоком вверх, откачное отверстие изделия открывается и производится вакуумирование межтрубного пространства с помощью вакуумного насоса (не показан). По достижении нужного вакуума (фиг. 5), пробка с помощью штока обратно вворачивается в откачное отверстие и труба готова к использованию по назначению. В числе дополнительных преимуществ заявленной конструкции следует упомянуть то обстоятельство, что протектор устанавливают на все время эксплуатации трубы в независимости от ее типоразмера. Соответственно, реализуется возможность универсализировать заявленное устройство для применения на различных типоразмерах труб, поскольку, по существу, размер посадочного отверстия шлюза соответствует размеру установочного отверстия протектора, следовательно, один и тот же шлюз может применяться для вакуумирования труб различных типоразмеров, вне зависимости от наружных размеров трубы (изделия).
В дальнейшем, при необходимости контроля (измерения) вакуума после длительного хранения и/или эксплуатации подключают наружные контакты датчика-преобразователя вакуума к измерительному прибору (вакууметру) 8 - фиг. 6. При неудовлетворительных показаниях прибора, (нарушениях вакуума и необходимости восстановления), на протектор устанавливают шлюз, пробка выворачивается, через отверстие проводят дополнительное вакуумирование до нужного показателя, по окончании вакуумирования пробка ввертывается, шлюз снимается и труба готова к последующей эксплуатации.
Такое техническое решение позволяет оперативно в полевых условиях контролировать техническое состояние телоизолированных труб, избегать аварий скважин в условиях вечной мерзлоты по причине оттаивания грунта, уменьшить теплопотери при транспортировке нефтепродуктов, увеличить ресурс эксплуатации теплоизолированных труб без снижения теплоизоляционных характеристик.