КРЕПЕЖНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗОЛИРУЮЩЕГО ФЛАНЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ

Полезная модель относится к устройствам электрохимической защиты трубопроводов от коррозии, а именно, к крепежным устройствам фланцевого соединения, предназначенным для предотвращения утечки защитного потенциала трубопровода, и применяется в наземных трубопроводных системах.
Известно изолирующее соединение для подводящих трубопроводов, состоящее из двух фланцев, изолирующего и изолирующе-уплотнительного кольца, изолирующих втулок, гаек и шайб (ГОСТ 25660-83).
Известно изолирующее фланцевое соединение (а.с. SU №1139926, МПК F16L 23/02, F16L 25/02, опубл. 15.02.1985), содержащее два полуфланца с изолирующими прокладками между ними, стянутые электроизолированными болтами, причем с целью выявления нарушения изоляционных свойств, между изолирующими прокладками полуфланцев установлен промежуточный элемент из токоподводящего материала, электрически связанный с каждым из болтов, а полуфланцы и промежуточный элемент снабжены электрическими контактами.
Известно электроизолирующее фланцевое соединение гладких труб (патент RU №2403488, МПК F16L 25/02, опубл. 10.11.2010), содержащее два фланца с отверстиями под стандартные крепежные элементы, электроизолирующую вставку между трубами, крепежные элементы, электроизоляционные и герметизирующие прокладки.
Известно фланцевое изолирующее устройство (патент RU №62202, МПК F16L 19/03, опубл. 27.03.2007), ближайшее по технической сущности к заявляемому устройству, включающее патрубки с фланцами, изолирующее кольцо, установленное между ними, изолирующие трубки и втулки, шпильки, гайки и шайбы, причем оно снабжено эластичной самоуплотняющейся манжетой П-образной формы, установленной между фланцами, открытой стороной обращенной к центру и охваченной изолирующим кольцом, выполненным массивным и выступающим за пределы наружных диаметров фланцев; каждая изолирующая втулка снабжена буртиком, расположенным со стороны гайки.
При капитальном строительстве трубопровода не предусматривается протекторная защита и установка электроизолирующего соединения со стороны скважины т.к. для обустройства скважин и их трубопроводов устанавливается катодная защита. При линейной системе сбора новый участок трубопровода врезается в действующий. До обустройства катодной защитой происходит утечка защитного потенциала протекторной группы действующего трубопровода в новый участок трубопровода и в эксплуатационную колонну. Происходит интенсивный износ протекторной группы, что может привести к преждевременному ремонту трубопроводов.
Установка электроизолирующего соединения приводит к дополнительным затратам на приобретение оборудования и дополнительным работам по монтажу изолирующего соединения, а после обустройства катодной защитой на его демонтаж.
Недостатком известных электроизолирующих соединений являются высокие трудозатраты, необходимость дополнительных работ на монтаж электроизолирующих соединений, проведение сварочных работ, при остановке скважин - потери по добыче нефти.
Заявленное устройство обеспечивает недорогой и простой метод сборки электроизолирующего соединения, при этом отсутствует необходимость проведения сварочных работ, остановки скважины.
Новизной является возможность сборки электроизолирующего соединения на существующих фланцевых соединениях запорной арматуры.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание устройства для электрохимической защиты трубопроводов от коррозии, позволяющего надежно и эффективно предотвращать утечку защитного потенциала трубопровода в эксплуатационную колонну, сократить затраты рабочего времени на монтаж и демонтаж изолирующего соединения, а также на приобретение новых изолирующих соединений, при увеличении срока службы протекторной группы.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении эффективности и надежности электроизоляции фланцевого соединения.
Повышение эффективности и надежности электроизоляции фланцевого соединения позволяет обеспечить надежную защиту трубопроводов от утечки защитного потенциала и, соответственно, защиту трубопроводов от коррозии.
Также заявленное устройство позволяет повысить ремонтопригодность фланцевого соединения за счет того, что в устройстве не надо использовать специальные втулки с буртиками. В случае повреждения буртика втулки (например, используемой в устройстве по патенту RU №62202) необходимо менять всю втулку целиком. В заявленном решении можно заменить только изолирующую прокладку.
Заявляемое устройство поясняется на фигурах.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства;
На фиг. 2 показано устройство в разобранном виде;
На фиг. 3 показано устройство, установленное на фланцевом соединении.
Заявляемое устройство состоит из следующих элементов.
1 - шпилька фланцевого соединения (длина 120 мм, 0-14 мм, материал СТ-10, резьба);
2 - шестигранные гайки (внутренний диаметр 14 мм, материал СТ-10);
3 - стальные шайбы (внутренний диаметр 14 мм, материал СТ-10);
4 - изолирующие прокладки (текстолитовые шайбы) (внутренний диаметр 14 мм, материал СТ-10);
5 - термоусадочная муфта (диаметр 18 мм).
При сборке запорной арматуры предварительно устанавливается изолирующая межфланцевая паронитовая прокладка толщиной 4 мм (на фигурах не показана).
Шпилька 1 и гайки 2, шайбы 3 являются крепежными элементами.
Электроизолирующими элементами являются термоусадочная муфта 5, и изолирующие прокладки (текстолитовые шайбы) 4.
Шпилька 1 представляет собой металлический стержень с резьбой на обоих концах, имеет длину 120 мм, диаметр 14 мм, шаг резьбы 2 мм.
Гайки 2 используются в количестве двух штук, имеют шестигранную форму и внутреннюю резьбу, соответствующую резьбе шпильки 1.
Стальные шайбы 3 используются в количестве двух штук при установке на шпильку, представляют собой круглые кольцеобразные пластины с внешним диаметром 34 мм и внутренним диаметром 14 мм, который должен быть не меньше диаметра резьбы шпильки 1, но не более 16 мм, для установки шайб в промежутках резьбы шпильки 1.
Изолирующие прокладки (текстолитовые шайбы) 4 используются в количестве двух штук при установке на шпильку, представляют собой квадратные или кольцеобразные пластины с круглым внутренним отверстием с диаметром 15 мм, который должен быть не меньше диаметра резьбы шпильки 1, но не более 16 мм, для установки на шпильку 1 между стальными шайбами и телом фланцевого соединения.
Длина и ширина квадратных изолирующих прокладок 40×40 мм.
Изолирующие прокладки (текстолитовые шайбы) 4 имеют толщину 5 мм.
Термоусадочная муфта 5 представляет собой обеих сторон полую трубку, или другой кольцеобразный элемент, например, манжету.
Термоусадочная муфта 5 выполнена из полимерного материала, имеет диаметр 18 мм.
Вместо муфты 5 также может использоваться полилен, изолирующая лента.
При нагревании термоусадочной муфты 5 на шпильке 1, муфта 5 плотно прижимается к телу шпильки 1, благодаря чему создается сплошное покрытие для электроизоляции и предотвращения утечки защитного потенциала трубопровода.
Устройство собирают на фланцевом соединении следующим образом.
Расстояние допустимое между двумя фланцами - не менее 5 мм.
Предварительно до сборки на фланцах на центральную часть шпильки 1, устанавливается термоусадочная муфта 5 и подогревается, образуя сплошное покрытие.
Затем шпилька 1 вставляется в отверстия фланцевого соединения.
Перед накручиванием гаек 2 с каждого конца шпильки 1, с внешней стороны фланцев устанавливается сначала изолирующая прокладка (текстолитовая шайба) 4, затем на нее - стальная шайба 3, которые сверху закрепляются жестко гайкой 2 с силой стягивания 46 Н*м.
Изолирующая прокладка (текстолитовая шайба) 4 является электроизолирующим элементом, который предотвращает утечку защитного потенциала между фланцами.
Термоусадочная муфта 5, установленная на шпильке 1, является электроизолирующим элементом, который предотвращает утечку защитного потенциала между шпилькой 1 и телом фланцевого соединения.
Предотвращение утечки защитного потенциала трубопровода происходит за счет создания электроизоляции между трубопроводом и эксплуатационной колонной или трубопроводом и сборным пунктом.
При катодной поляризации трубопровода потенциал растекается по всей длине трубопровода, возникает необходимость создания изоляции на начальном и конечном участке трубопровода для предотвращения утечки защитного потенциала в колонну скважины, либо на сборный пункт.
Для сокращения износа протекторной группы на фланцевом соединении трубопровода используют заявленное крепежное устройство для формирования изолирующего соединения.
Монтаж устройства на фланцевом соединении производят следующим образом:
- отворачивают смонтированную на фланцевом соединении шпильку;
- устанавливают термоусадочную муфту 5 на тело шпильки 1;
- устанавливают шпильку 1 в отверстие фланцевого соединения;
- устанавливают изолирующие прокладки (текстолитовые шайбы) 4 по концам шпильки;
- устанавливают стальные шайбы 3 по концам шпильки;
- затягивают гайки 2 по концам шпильки.
При сборке фланцевого соединения с помощью заявляемого крепежного устройства, между двумя фланцами предварительно устанавливают изолирующую межфланцевую паронитовую прокладку.
Перед сборкой электроизолирующего фланцевого соединения шпилька 1 изолируется термоусадочной муфтой 5, которая нагревается. При нагревании муфта 5 плотно прижимается к телу шпильки 1, благодаря чему создается сплошное электроизоляционное покрытие.
Установка термоусадочной муфты 5 на тело шпильки 1 выполняется до установки в отверстие фланца.
Вставляют шпильки 1 в отверстия фланцев, затем на концы шпилек 1, выходящих из фланцев, надевают изолирующие прокладки (текстолитовые шайбы) 4, поверх которых устанавливают стальные шайбы 3 и фиксируют все гайками 2.
Предотвращение утечки защитного потенциала трубопровода происходит за счет создания электроизоляции между трубопроводом и эксплуатационной колонной или трубопроводом и сборным пунктом.
Защитный потенциал катодной поляризации растекается по всей длине трубопровода.
Для поддержания стабильного защитного потенциала возникает необходимость создания электроизоляции на начальном и конечном участке трубопровода (сборный пункт, устье скважины) для предотвращения утечки защитного потенциала.
Заявленное устройство позволяет предотвратить утечку защитного потенциала в эксплуатационную колонну или в сборный пункт.