ТРУБА КОМБИНИРОВАННАЯ С БАЛЛАСТНЫМ ПОКРЫТИЕМ В ОБОЛОЧКЕ

Полезная модель относится к трубопроводной технике, а именно к трубам с балластным покрытием, используемым при прокладке трубопроводов по дну водоемов.
Известна конструкция трубы для подводного нефтепровода [1, рис.1.6в, с.12], состоящей из центральной стальной трубы, теплоизолирующего слоя из пенополиуретана, стального кожуха, защищающего теплоизолирующий слой, защитного покрытия стального кожуха и утяжеляющего покрытия.
Недостаток известной трубы в том, что отсутствует оболочка, защищающая утяжеляющее покрытие от разрушения в водной среде.
Известна труба с теплоизоляцией в гидрозащитной оболочке [2, 3], имеющая центральную стальную трубу и гидрозащитную спиральновитую оболочку из тонколистовой оцинкованной стальной ленты, центрирующие кольца, установленные между центральной стальной трубой и спиральновитой оболочкой, формирующие кольцевой зазор, заполненный жестким пено-полиуретаном. Недостаток этой трубы в том, что она не приспособлена для укладки по дну водоемов или в заболоченной местности, поэтому не имеет защитной изоляции на спиральновитой оболочке, а в случае нанесения защитной изоляции требуется наложение балластных устройств, которые не всегда удерживают трубу от всплытия в случае ее опорожнения.
Известна труба комбинированная [4, п.ф. 6, 8, с.13, фиг.1-5], предназначенная для транспортирования воды, газа, нефти и пр., имеющая центральную металлическую трубу, слой защитного антикоррозийного покрытия на ней, слой теплоизоляционного материала, слой материала, защищающий термоизоляцию от механических воздействий и последний слой балластного материала. Недостаток трубы в том, что наружная поверхность балластного
материала (преимущественно бетона) не защищена от постоянного разрушающего воздействия внешней водной среды.
Известна труба комбинированная теплоизолированная с покрытием бетоном в качестве утяжеляющего и гидроизолирующего материала, в которой теплоизолирующий слой отделен от бетонного слоя полиэтиленовой трубой, и бетон помещен в наружную полиэтиленовую оболочку [5, с.3, п.ф.22, фиг.5, 6].
Недостаток известной трубы комбинированной - в том, что полиэтиленовая труба, отделяющая теплоизолирующий слой от бетонного, и полиэтиленовая оболочка, охватывающая бетонный слой, имеют гладкие поверхности, поэтому при опускании в воду или водную среду с помощью натяжного устройства возможно смещение как центральной трубы со слоем теплоизоляции относительно внутренней поверхности бетонного слоя, так и центральной трубы с теплоизолирующим и бетонным слоем относительно оболочки, зажатой в натяжном устройстве.
Техническая задача состоит в создании трубы комбинированной, у которой исключается смещение центральной трубы с теплоизолирующим слоем в полиэтиленовой трубе относительно внутренней поверхности бетонного слоя и наружной полиэтиленовой оболочке, зажатой в натяжном устройстве относительно бетонного слоя в процессе укладки на дно водоема.
Задача решена в конструкции трубы комбинированной с теплоизолирующим и балластным покрытиями, состоящей из центральной трубы, проводящей вещество в жидком состоянии; первой трубы-оболочки с внутренним диаметром, большим наружного диаметра центральной трубы, и длиной, меньшей, чем длина центральной трубы, установленной соосно центральной трубе с образованием первого кольцевого пространства; первого опорно-направляющего устройства, размещенного в первом кольцевом пространстве, состоящего из центраторов с опорами, распределенными и закрепленными на поверхности центральной трубы; теплоизоляционного материала, заполняющего первое кольцевое пространство; второй трубы-оболочки с внутренним
диаметром, большим наружного диаметра первой оболочки, и длиной, меньшей, или равной длине первой оболочки, установленной с образованием второго кольцевого пространства; второго опорно-направляющего устройства, размещенного во втором кольцевом пространстве, состоящего из центраторов с опорами, распределенными и закрепленными на поверхности первой оболочки; балластного материала, заполняющего второе кольцевое пространство, при этом вторая труба-оболочка является спиральновитой из оцинкованной стальной ленты и имеет на наружной поверхности защитное покрытие, которое может быть как однослойным, например, из полиэтилена, так и многослойным (двух- или трехслойным), в котором последний слой выполнен из полиэтилена.
Первая труба-оболочка выполняется из полимерного или композиционного материала, но предпочтительно спиральновитой из оцинкованной стальной ленты.
Если первая труба-оболочка является полиэтиленовой, то она имеет на наружной поверхности кольцевые выступы предпочтительно прямоугольной формы из полимерной ленты, обеспечивающие лучшее сцепление с балластным материалом. Предпочтителен балластный материал, армированный стальной арматурой, закрепленной на центраторах.
Центральная труба может быть стальной с защитным антикоррозийным покрытием или из полиэтилена или другого полимерного или композиционного материала.
Новый признак комбинированной трубы: вторая труба-оболочка является спиральновитой из оцинкованной стальной ленты и имеет на наружной поверхности защитное покрытие. Этот признак обеспечивает технический эффект: увеличение силы сцепления между наружной оболочкой, за которую труба захватывается и удерживается при укладке, и наружной поверхностью балластного материала. Увеличенная сила сцепления исключает сдвиг трубы-оболочки относительно наружной поверхностью балластного материала.
Если первая труба-оболочка является спиральновитой из оцинкованной стальной ленты, то она обеспечивает лучшее сцепление с внутренней поверхностью балластного материала, чем труба из полиэтилена.
Кольцевые выступы на наружной поверхности первой трубы-оболочки из полиэтилена также обеспечивают ее лучшее сцепление с внутренней поверхностью балластного материала. Если кольцевые выступы имеют прямоугольную форму, то сцепление с внутренней поверхностью балластного материала дополнительно увеличивается.
Как первый отличительный признак трубы комбинированной, так и совокупности признаков являются новыми, так как не обнаружены при анализе уровня техники.
На фиг.1 и 2 показан продольный разрез трубы комбинированной с теплоизолирующим и балластным покрытиями.
На фиг.3 - поперечный разрез трубы комбинированной, показанной на фиг.1.
Труба комбинированная с балластным покрытием в оболочке (фиг.1-3) состоит из центральной трубы 1,
первой трубы-оболочки 2 с внутренним диаметром, большим наружного диаметра центральной трубы 1, и длиной, меньшей, чем длина центральной трубы 1, установленной соосно центральной трубе с образованием первого кольцевого пространства 3,
первого опорно-направляющего устройства, размещенного в первом кольцевом пространстве 3, состоящего из центраторов 4, распределенных и закрепленных на поверхности центральной трубы 1; теплоизоляционного материала 5, заполняющего первое кольцевое пространство,
второй трубы-оболочки 6 с внутренним диаметром, большим наружного диаметра первой трубы-оболочки 2, установленной соосно первой трубе-оболочке с образованием второго кольцевого пространства 7, имеющего балластный наполнитель 8;
второго опорно-направляющего устройства, размещенного во втором кольцевом пространстве, состоящего из центраторов 9, распределенных и закрепленных на поверхности первой трубы-оболочки 2.
Вторая труба-оболочка 6 имеет на наружной поверхности защитное покрытие 10, однослойное или многослойное. Однослойное защитное покрытие 10 выполняется из полиэтилена. Наружный слой многослойного защитного покрытия предпочтительно полиэтиленовый.
Если первая труба-оболочка 2 является полиэтиленовой, то для увеличения сцепления с балластным материалом 8 на ее наружной поверхности навивают прямоугольные кольца 11 из полимерной ленты (фиг.1). Если первая труба-оболочка 2 спиральновитая (фиг.2), то ее сцепление с балластным материалом увеличивается за счет ее волнистости.
В предлагаемой комбинированной трубе центральная труба может быть из полиэтилена (фиг.2).
Для увеличения прочности при изгибе трубы балластный наполнитель армирован стальной арматурой 12, закрепленной на лентах или проволоке 13 центраторов 9 (фиг.2).
При сборке комбинированной трубы (фиг.3, 6) сначала собирают центральную трубу 1 с центраторами 4 и с первой трубой-оболочкой 2 и заполняют кольцевое пространство 3 теплоизолирующим материалом 5, затем устанавливают на первую оболочку центраторы 8 и, если необходимо, устанавливают и закрепляют арматуру 12 на лентах 13, собирают теплоизолированную трубу со второй оболочкой 6, устанавливают по торцам второй оболочки 6 заглушки (не показаны) и заполняют второе кольцевое пространство цементосодержащим балластным материалом 9, выдерживают до затвердевания балластного материала 9 и удаляют заглушки.
При укладке на дно водоема трубопровод удерживается в натяжном устройстве, охватывающем вторую трубу-оболочку 6, которая прижимается зажимами натяжного устройства к балластному материалу, исключая сдвиг
балластного материала 8 с теплоизоляционным материалом 5 и центральной трубой 1 относительно оболочки 6.
Труба комбинированная с балластным покрытием имеет отрицательную плавучесть и удерживается в траншее на дне водоема без пригрузов за счет собственной тяжести даже при отсутствии в ней транспортируемой жидкой среды. Оболочка обеспечивает надежную защиту балластного материала от разрушения потоком воды и от других разрушающих воздействий.
Источники информации:
1. Бородавкин П.П. и др. Подводные трубопроводы. М., Недра, 1979, 415 с.
2. ПМ RU №49167 от 20.04.2005.
3. ПМ RU №49166 от 20.04.2005.
4. Патент WO №03/095887 A1 от 30.03.2003.
5. Патент RU №2246658 C1 от 19.03.2004.