ОПОРА ТРУБОПРОВОДА
PIPELINE SUPPORT

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта при сооружении надземных магистральных трубопроводов для транспортирования гидросмесей, нефти и газа.
Известна опора трубопровода, состоящая из закрепленного в грунте полого основания с продольными пазами, стойки для подержания трубопровода, размещенной в полости основания с возможностью смещения относительно него, и отклоняющих блоков, огибаемых канатами с закрепленными на их концах грузами с формированием полиспастной их подвески (пат. RU №2211981, С1, 7 F16L 3/26, опубл. 2000 г.).
Однако недостатками опоры являются сложность конструкции, заключающаяся в необходимости использования вращающихся элементов в виде отклоняющих блоков с подшипниками при их открытой установке, неконтролируемое положение подвижных блоков при вертикальных колебаниях трубопровода, что может привести к ударным нагрузкам на сами блоки и на взаимодействующие с ними элементы опоры, незащищенность от атмосферных осадков и попадания посторонних предметов в полиспастные системы, что может вызвать нарушения в их функционировании.
Известна принятая за прототип опора трубопровода, содержащая предназначенное для закрепления в грунте полое основание, в котором с противоположных сторон выполнены продольные пазы и закреплены кронштейны, стойку для поддержания трубопровода, размещенную в полости основания с возможностью возвратно-поступательного перемещения, опора снабжена опорно-поворотными узлами, установленными в в верхней части стойки и в нижней части основания, и рычагами, ось которых закреплена на кронштейне, при этом один конец рычага выполнен с возможностью упора в торец стойки, а на втором конце рычага закреплен с возможностью перемещения вдоль рычага груз для создания регулируемого усилия, воздействующего на трубопровод (пат. RU №2308633, С2, 7 F16L 3/26, опубл. 2004 г.).
Недостатками известной опоры являются следующие: 1) значительные постоянно действующие контактные напряжения между поворотными рычагами и стойкой опоры из-за малой площади контакта между этими элементами, что связано с их интенсивным износом и может привести к нарушению контакта с выходом из строя опоры, 2) при вертикальном смещении трубопровода, например, при сейсмическом воздействии и связанной с ним стойки приложенный к рычагам крутящий момент, создаваемый грузами, снижается за счет уменьшения плеча приложения усилия от веса груза. Поэтому может возникнуть ситуация, когда стойка и связанный с ней трубопровод останутся в нижнем положении, т.е. опора перестанет выполнять функцию компенсирующего устройства, 3) неконтролируемое положение поворотных рычагов при вертикальных колебаниях трубопровода, что может привести к ударным нагрузкам на сами рычаги и на взаимодействующие с ними элементы опоры, 4) необходимость сезонного регулирования положения рычагов во всех опорах, что связано с повышенной трудоемкостью обслуживания трубопровода, особенно при увеличенной протяженности трассы, 5) незащищенность от атмосферных осадков и попадания посторонних предметов в пазы стоек и на рычаги, что может вызвать нарушения в функционировании системы опирания трубопровода.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы опор трубопровода, упрощение конструкции опор с соответствующим снижением материальных затрат и трудоемкости при обслуживании трубопровода в процессе его эксплуатации, расширение возможности использования опор в условиях сейсмического воздействия на трубопровод.
Технический результат достигается тем, что в опоре трубопровода, содержащей предназначенное для закрепления в грунте полое основание, стойку для поддержания трубопровода, размещенную в полости основания с возможностью возвратно-поступательного перемещения, опора снабжена опорно-поворотными узлами, установленными в верхней части стойки и в нижней части основания, устройство для регулирования усилия, воздействующего на трубопровод при его вертикальном смещении, между фланцем на стойке в зоне примыкания стойки к верхнему поворотному узлу и фланцем основания размещены две спиральные пружины сжатия, концентрично расположенные друг относительно друга и относительно наружной поверхности стойки, при этом направление навивки пружин принято противоположным друг другу, а их жесткость принята различной, причем суммарное рабочее усилие пружин в их исходном положении выбирается из условия поддержания трубопровода, не подверженного сейсмической и другим вертикальным нагрузкам, а длина пружин принята исходя из равенства их деформации до соприкосновения витков максимально возможному смещению трубопровода в вертикальной плоскости, пружины размещены с возможностью поворота относительно них в горизонтальной плоскости ограничивающих их фланцев на стойке и основании, а на фиксирующем трубопровод на опоре элементе с помощью подвесок и крепежных приспособлений установлен защитный кожух цилиндрической формы, который с минимальным зазором охватывает наружную пружину, а нижняя кромка кожуха в исходном положении элементов опоры размещена ниже фланца основания.
Опора трубопровода представлена на чертеже в поперечном разрезе.
Опора трубопровода 1 содержит предназначенное для закрепления в грунте 2 полое основание 3, стойку 4 для поддержания трубопровода 1, размещенную в полости основания 3 с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Опора снабжена опорно-поворотными узлами 5 и 6, установленными в верхней части стойки 4 и в нижней части основания 3, устройство для регулирования усилия, воздействующего на трубопровод 1 при его вертикальном смещении. Это устройство выполнено в виде размещенных между фланцем 7 на стойке 4 в зоне примыкания стойки 4 к верхнему поворотному узлу 5 и фланцем 8 основания 3 двух спиральных пружин сжатия 9 и 10, концентрично расположенных относительно друг друга и относительно наружной поверхности стойки 4. При этом направление навивки пружин 9 и 10 принято противоположным друг другу, а их жесткость принята различной. Причем суммарное рабочее усилие пружин 9 и 10 в их исходном положении выбирается из условия поддержания трубопровода 1, не подверженного сейсмической и другим вертикальным нагрузкам, а длина пружин 9 и 10 принята исходя из равенства их деформации до соприкосновения витков максимально возможному смещению трубопровода 1 в вертикальной плоскости. Пружины 9 и 10 размещены с возможностью поворота относительно них в горизонтальной плоскости ограничивающих их фланцев 7 и 8 на стойке 4 и основании 3. На фиксирующем трубопровод 1 на опоре элементе 11 с помощью подвесок 12, 13 и крепежных приспособлений 14, 15 установлен защитный кожух 16 цилиндрической формы, который с зазором охватывает наружную пружину 10, а нижняя кромка кожуха 16 в исходном положении элементов опоры размещена ниже фланца 8 основания 3.
При эксплуатации трубопровода 1 и его вертикальных перемещениях при сезонных перемещениях грунтов или сейсмических воздействиях стойка 4 смещается относительно основания 3 при упругом сжатии пружин 9 и 10, благодаря чему исключаются динамические нагрузки на трубопровод 1 и обеспечивается его надежное возвращение в исходное положение по вертикали. Противоположное направление навивки пружин 9 и 10 исключает возможность их взаимного захвата витками при деформации пружин. При этом компенсирующая способность опоры обеспечивается в широком диапазоне вертикальных перемещений трубопровода 1. Наличие двух пружин сжатия 9 и 10 различной жесткости позволяет в зависимости от конкретных условий прокладки трубопровода 1 и сейсмической обстановки в районе его прокладки выбирать соответствующий параметры пружин 9 и 10. Защитный кожух 16 предохраняет от попадания атмосферных осадков и посторонних предметов в поддерживающие пружины 9 и 10. Конструкция опоры полностью исключает возможность попадания атмосферных осадков и посторонних предметов во внутреннюю полость опоры. Периодический осмотр пружин 9 и 10 производится путем смещения кожуха 16 вниз при съеме крепежных приспособлений 14 и 15.
Отличительные признаки изобретения обеспечивают повышение надежности работы опор трубопровода, упрощение конструкции опор с соответствующим снижением материальных затрат и трудоемкости при обслуживании трубопровода в процессе его эксплуатации, расширение возможности использования опор в условиях сейсмического воздействия на трубопровод.