DE10312606B3 - Vorrichtung zur Außerbetriebnahme eines Rohrleitungsstücks unter Aufrechterhaltung des Betriebs der Gesamtleitung - Google Patents

Vorrichtung zur Außerbetriebnahme eines Rohrleitungsstücks unter Aufrechterhaltung des Betriebs der Gesamtleitung Download PDF

Info

Publication number
DE10312606B3
DE10312606B3 DE10312606A DE10312606A DE10312606B3 DE 10312606 B3 DE10312606 B3 DE 10312606B3 DE 10312606 A DE10312606 A DE 10312606A DE 10312606 A DE10312606 A DE 10312606A DE 10312606 B3 DE10312606 B3 DE 10312606B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
line
sealing
pipeline
decommissioning
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10312606A
Other languages
English (en)
Inventor
Klaus Dieter Willschütz
Hans-Georg WILLSCHÜTZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ingbuero Willschuetz & Co GmbH
Ingenieurbuero Willschuetz & Co KG GmbH
Original Assignee
Ingbuero Willschuetz & Co GmbH
Ingenieurbuero Willschuetz & Co KG GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ingbuero Willschuetz & Co GmbH, Ingenieurbuero Willschuetz & Co KG GmbH filed Critical Ingbuero Willschuetz & Co GmbH
Priority to DE10312606A priority Critical patent/DE10312606B3/de
Priority to PCT/DE2004/000525 priority patent/WO2004083710A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10312606B3 publication Critical patent/DE10312606B3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/26Pigs or moles, i.e. devices movable in a pipe or conduit with or without self-contained propulsion means
    • F16L55/28Constructional aspects
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/10Means for stopping flow from or in pipes or hoses
    • F16L55/12Means for stopping flow from or in pipes or hoses by introducing into the pipe a member expandable in situ
    • F16L55/128Means for stopping flow from or in pipes or hoses by introducing into the pipe a member expandable in situ introduced axially into the pipe or hose
    • F16L55/1283Plugging pig

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Außerbetriebnahme eines Rohrleitungsstücks von innen unter Aufrechterhaltung des Betriebs der Gesamtleitung. Die Vorrichtung wird im Folgenden auch Außerbetriebnahmevorrichtung genannt, wobei sich die Begriffsfindung auf den Leitungswandabschnitt und nicht auf die Leitung als solche bezieht. DOLLAR A Die Außerbetriebnahmevorrichtung ermöglicht es, einen axialen Abschnitt einer im Betrieb durch hohen Innendruck belasteten Rohrleitungswand temporär von seiner eigentlichen Funktion zu entbinden, ohne den Leitungsbetrieb zu unterbrechen, so dass umfangreichere Arbeiten an der Leitung vorgenommen werden können oder sogar vollständige Rohrstücke in die Leitung eingebunden werden können, während der Leitungsbetrieb nicht oder höchstens für einen kurzen Zeitraum unterbrochen wird. DOLLAR A Zusätzlich bietet die Außerbetriebnahmevorrichtung die Möglichkeit, den Leitungsabschnitt, der zuvor seiner Funktion entbunden wurde, ohne Betriebsunterbrechung vor der eigentlichen Wiederinbetriebnahme von innen einer Druckprüfung zu unterziehen, um den erfolgreichen Abschluss der durchgeführten Arbeiten belegen zu können. DOLLAR A Sofern notwendig, wird es ermöglicht, während eines Stopps die Außerbetriebnahmevorrichtung wieder in ihren Ursprungszustand zu versetzen, d. h. ihre Material- und Energievorräte wieder aufzufüllen bzw. erneut einsatzbereit zu machen. Eine autarke Energieerzeugung innerhalb der Außerbetriebnahmevorrichtung während eines Laufs wird ...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Außerbetriebnahme eines Rohrleitungsstücks von innen unter Aufrechterhaltung des Betriebs der Gesamtleitung. Die unter Fachleuten „Bypassmolch" benennbare Vorrichtung wird im folgenden Außerbetriebnahmevorrichtung genannt, wobei sich die Begriffsfindung auf den Leitungswandabschnitt und nicht auf Leitung als solche bezieht.
  • Die Außerbetriebnahmevorrichtung ermöglicht es, einen axialen Abschnitt (eine bis mehrere Durchmesserlängen) einer im Betrieb durch hohen Innendruck belasteten Rohrleitungswand temporär von seiner eigentlichen Funktion zu entbinden, ohne den Leitungsbetrieb zu unterbrechen. Hierzu schafft die Außerbetriebnahmevorrichtung einen naturgemäß innerhalb der Leitung gelegenen Arbeitsraum, der bei einem kreisförmigen Leitungsquerschnitt zumindest ein Hohlzylindervolumen oder Hohlzylindersegmentvolumen darstellt, dessen eine Begrenzungsfläche durch die Leitungswand gebildet wird. Dieser Arbeitsraum wird aufgrund seiner prinzipiellen Geometrie auch Ringraum oder Kreisringraum genannt.
  • Zusätzlich bietet die Außerbetriebnahmevorrichtung die Möglichkeit den Leitungsabschnitt, der zuvor seiner Funktion entbunden wurde, ohne Unterbrechung des Leitungsbetriebs vor der eigentlichen Wiederinbetriebnahme von innen einer Druckprüfung zu unterziehen, um den erfolgreichen Abschluss der durchgeführten Arbeiten belegen zu können.
  • Leitungen im Sinne von Pipelines sind über Entfernungen von einigen km bis zu mehreren 1000 km überwiegend unter- aber auch oberirdisch verlegt, um große Mengen an Fluiden wie Wasser oder Energieträgern wie Erdgas oder Erdöl aus den Fördergebieten in diejenigen Regionen zu transportieren, in denen die weitere Verarbeitung und Verteilung bis zum Endverbraucher vorgenommen wird. Die Rohrleitungen sind üblicherweise in Strecken von etwa 50 bis 100 km zwischen zwei Pump-, Verdichter- oder Servicezugangs-Stationen aufgeteilt und weisen kreisförmige Querschnitte auf, mit Durchmessern von üblicherweise 200 mm (85/8'') bis 1400 mm (56'') Nennweite (DN).
  • Für den Unterhalt und die Kontrolle der Rohrleitungen ist eine Vielzahl von sogenannten Molchen (engl. "pig") bekannt, die in die Rohrleitung einschleusbar sind und die durch die in der Pipeline herrschende Förderdruckdifferenz bis zu einer Ausschleusungsstation transportiert werden. Hierzu reicht im Bereich des Molchs eine Druckdifferenz von Δp = 0,5 bar (50 kPa) zwischen dem stromaufwärts gerichteten Ende des Molchs und seinem stromabwärts gerichteten Ende aus. Die Molche können mit Reinigungselementen an ihrem Außenumfang versehen sein, um Ablagerungen an den Innenseiten der Pipeline zu entfernen, oder mit Sensorelementen zur Inspektion und Feststellung von Defekten in der Pipelinewandung. Um eine ermittelte Schadstelle reparieren zu können, wird dann häufig ein Leitungsabschnitt zwischen zwei Streckenarmaturen völlig entspannt bzw. entleert und nach der Ausbesserung wiederbefüllt, was mit erheblichem Zeit- und Kostenaufwand verbunden ist. Die notwendige Entleerung des betroffenen Pipeline-Abschnitts kann zudem mit Umweltschäden und Gefahren behaftet sein. Bei Erdgaspipelines wird die Entleerung beispielsweise durch Abfackeln des in der Leitung vorhandenen Gasvolumens vorgenommen, womit eine Brandgefahr für die Umgebung verbunden sein kann. Das Ableiten des unverbrannten Gases in die Atmosphäre ist hingegen wegen des hohen Methangehaltes von Erdgas umwelttechnisch fraglich.
  • Aus Internet-Veröffentlichungen der Firma PSI PLUGGING SPECIALISTS International A/S, Stavanger, Norwegen, (www.plugging.com), ist eine Außerbetriebnahmevorrichtung bekannt, die als Stopfen (engl. "plug") funktioniert. Dieser kann beispielsweise stromaufwärts vor der Schadstelle in den betroffenen Pipeline- Streckenabschnitt eingeschleust werden und dichtet die Pipeline über ihren gesamten Querschnitt ab. Durch Aufblasen von Dichtmanschetten mit Druckluft wird erreicht, dass diese mit ihrem Außenumfang gegen die Innenwandung der Leitung pressen, wodurch eine Abdichtung erreicht wird. Bei Anwendung dieses Verfahrens mit nur einem Stopfen kann ein Teil der Leitung bis zum stromabwärtigen Leitungsende außer Betrieb genommen werden. Zusammen mit einem weiteren, stromabwärts der Schadstelle platzierten Stopfen ist es möglich, die Schadstelle so weit zu isolieren, dass nur der dazwischen liegende Pipeline-Abschnitt von außen her zu entleeren ist, wonach die schadhafte Pipelinewandung ausgebessert oder ersetzt werden kann.
  • Nachteilig bleibt jedoch weiterhin, dass die Pipeline für die Dauer der Reparaturarbeiten nicht zum Transport genutzt werden kann. In jedem Fall ist das Fluidvolumen des relativ großen Pipelineabschnitts verloren oder es muss mit großem Aufwand anderweitig verbracht werden. Auch hier können umweltschutztechnische Aspekte nicht immer optimal berücksichtigt werden.
  • Eine wesentliche Verbesserung wird im Patent DE 199 09 634 C2 dargestellt: es wird eine "Pipelinereparatur-Hilfsvorrichtung" beschrieben, die das Ziel hat, einen Leitungsabschnitt während des Weiterbetriebs der Leitung selber von innen drucklos zu machen, so dass die Leitungswand dieses Abschnitts beispielsweise für eine Reparatur geöffnet werden kann oder eine im betreffenden Abschnitt befindliche Abzweigleitung temporär außer Betrieb genommen werden kann.
  • Der Nachteil der in jenem Patent beschriebenen Lösung besteht in der begrenzten Länge des bereitstellbaren drucklosen Leitungswandabschnitts. Was darauf zurückzuführen ist, dass ein oder mehrere starre Bypassleitungsrohre, welche einen kleineren Durchmesser haben als der Innendurchmesser der Leitung, die Aufrechterhaltung des Fluidstroms ermöglichen. Durch die Starrheit der Bypassleitungsrohre ergibt sich jedoch eine Längenbegrenzung für den bereitstellbaren drucklosen Leitungsabschnitt, weil in der Pipeline vorhandene Bögen für alle starren Bauteile, die in der Pipeline verfahren werden sollen, in Axialrichtung eine Längenbegrenzung zwingend erforderlich machen.
  • Außerdem ist es in vielen Fällen wünschenswert ein Stück Rohr, auch Passstück genannt, als Ganzes auszutauschen. Dies ist bisher nicht möglich, da zum Einführen des Rohres in Leitungsachsenrichtung betrachtet die Kreisfläche des einzusetzenden Rohres vollständig mit der Kreisfläche des Leitungsquerschnitts in Überdeckung gebracht werden muss. Dem steht jedoch das Bypassleitungsrohr des vorgenannten Patents entgegen.
  • Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, zeitlich begrenzt längere Abschnitte der Leitungswand von innen ihrer Funktion zu entbinden, so dass umfangreichere Arbeiten an der Leitung vorgenommen werden können oder sogar vollständige Rohrstücke/Passstücke in die Leitung eingebunden werden können während der Leitungsbetrieb nicht oder höchstens für einen kurzen Zeitraum (einige Minuten) unterbrochen wird, was netztechnisch wie ein Dauerbetrieb ausgelegt werden kann. Außerdem soll die Möglichkeit gegeben sein, dass der betreffende Abschnitt, nach Abschluss der Arbeiten, einer Druckprüfung von innen unterzogen werden kann. Sofern notwendig soll es ermöglicht werden, während eines Stopps, beispielsweise bei einer längeren Fahrt mit mehreren Stopps, die Außerbetriebnahmevorrichtung wieder in ihren Ursprungszustand zu versetzen, d.h. ihre Material- und Energievorräte wiederaufzufüllen bzw. erneut einsatzbereit zu machen. Eine autarke Energieerzeugung innerhalb der Außerbetriebnahmevorrichtung während eines Laufs wird gleichfalls vorgeschlagen.
  • Erfindungsgemäß werden diese Vorteile mit den in den Patentansprüchen dargelegten Merkmalen gelöst.
  • Die Außerbetriebnahmevorrichtung weist wenigstens zwei Abdichtmodule auf. Sämtliche Module sowie die zwischen den beiden Abdichtmodulen befindlichen flexiblen Bypassleitungsschläuche sind in axialer Richtung der Pipeline von dem zu transportierenden Fluid durchströmbar. Wenigstens eines der Abdichtmodule ist mit einer kreisförmigen Treib-Führungs-Manschette und mit einer Einrichtung zur Regulierung des Strömungswiderstandes der Außerbetriebnahmevorrichtung durch eine Querschnittsveränderung der Bypassquerschnittsfläche ausgestattet oder aber über eine Gelenkverbindung in Leitungsachsenrichtung fest mit einem Modul verbunden welches diese Eigenschaften aufweist. Durch die Einrichtung zur Regulierung des Strömungswiderstands ist die Geschwindigkeit bzw. die Halteposition der Vorrichtung in der Leitung steuerbar.
  • Es ist ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Außerbetriebnahmevorrichtung, dass hiermit ein längerer Bereich der Pipelinewandung durch einen Arbeitsraum von dem weiterhin durch die Leitung strömenden Fluid isoliert werden kann. Die Pipelinewandung hat also in dem zwischen den Abdichtmodulen liegenden Bereich keine Belastung durch Innendruck.
  • Der Arbeitsraum kann, beispielsweise durch Befüllung mit Stickstoff, inertisiert werden, so dass auch an im Förderbetrieb befindlichen Erdgasleitungen die Sicherheit bei Arbeiten an der Pipelinewandung gegeben ist (Explosionsschutz gegen zündfähige Gemische).
  • Ein Leitungsstück kann zum Zwecke einer Reparatur herausgetrennt und ein neues Passstück eingeschweißt werden. Hierzu muss die Leitung gegebenenfalls durch Joche stromauf- und stromabseitig fixiert werden, um bei der vollständigen Durchtrennung des Rohrumfangs ein Verspringen einer beispielsweise mit elastischer Biegung verlegten Leitung auszuschließen.
  • Auch kann eine Anbohrung zur Schaffung eines Abzweiges von der Leitung erfolgen. Der Transportbetrieb kann dabei aufrechterhalten werden; Umgehungen der Reparaturstelle über Bypassleitungen oder andere Rohrleitungsnetze können entfallen.
  • Durch den wenigstens einen Bypassleitungsschlauch kann ein großer Teil des üblicherweise in der Pipeline beförderten Volumenstroms durchgeleitet werden. Falls notwendig braucht der Förderdruck daher bei der erfindungsgemäßen Außerbetriebnahmevorrichtung nur soweit abgesenkt werden, dass die Klemmkraft der Festsetzeinheit an der Pipelinewandung stets größer ist als der Strömungswiderstand, der auf der Querschnittsverengung beruht, die von einer in der durchströmten Pipeline befindlichen Außerbetriebnahmevorrichtung ausgeht.
  • Soweit die Außerbetriebnahmevorrichtung nur eine begrenzte Querschnittsverengung bei einer nicht zu großen Länge verursacht und damit ein kleines Strömungshindernis bei einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit darstellt, kann der Förderbetrieb ohne netztechnische Einschränkungen aufrechterhalten werden.
  • Die Erfindung und deren Verwendung bei der Reparatur einer Pipeline oder anderen Arbeiten unter Aufrechterhaltung des Förderbetriebs wird nachfolgend anhand eines Beispiels und mit Bezug auf die Zeichnung 1 näher erläutert. Die 1 zeigt in axialer Schnittansicht eine in eine Pipeline 2 eingefahrene Außerbetriebnahmevorrichtung 100.
  • Die Außerbetriebnahmevorrichtung 100 ist aus einem Zug von Modulen gebildet, wobei in dem gegebenen Beispiel ein Transport- oder Zugmodul 10, zwei Abdichtmodule 20, 30 nebst der dazwischen befindlichen Bypassschläuche 25-28 und zwei Festsetzeinheiten 40, 50 in Verbindung mit Energiespeicherelementen und Versorgungsbehältern dargestellt sind.
  • Die Außerbetriebnahmevorrichtung 100 weist vorteilhafterweise wenigstens ein mit dem ersten Abdichtmodul 20 gelenkig verbundenes Zugmodul 10 mit einem Bypassrohr 11 auf.
  • Das Zugmodul 10 und das Abdichtmodul 20 sind beispielsweise über ein Kardangelenk 15 miteinander verbunden. Grundsätzlich können das Zugmodul 10 und das Abdichtmodul 20 einstückig auf einem gemeinsamen Basiselement aufgebaut sein. Die in 1 abgebildete Unterteilung in einzelne Module 10, 20 ermöglicht jedoch das Durchfahren engerer Kurvenradien in der Pipeline 2; zudem ist bei Defekten an Teilen der Außerbetriebnahmevorrichtung 100 ein einfacher Austausch von Modulen möglich.
  • Die Leitung 2 weist eine zu reparierende Schadstelle 3 auf. Es ist möglich, dass es für eine fachgerechte Reparatur erforderlich ist, ein kurzes Leitungsstück 4, Passstück genannt, auszutauschen. Für eine Erweiterung des Leitungsnetzes ist es auch denkbar, dass in dem betrachteten Abschnitt eine Abzweigleitung, eine Messsonde o. ä. eingebunden werden soll.
  • Vorteilhaft ist auch eine weitere Ausführungsform, bei der das Zugmodul wenigstens zwei kreisförmige Treibmanschetten 12, 13 aufweist. Damit ist eine Umströmung des Zugmoduls verhindert und eine Verschiebung der Außerbetriebnahmevorrichtung 100 innerhalb der Pipeline über einen eine Aufweitung oder ein zusätzliches Druckgefälle aufweisenden Streckenabschnitt der Pipeline sichergestellt. Dies ist unter anderem bei einem seitlichen Abgang notwendig. Mit den so angeordneten Treibmanschetten kann außerdem die axiale Ausrichtung der Außerbetriebnahmevorrichtung auf dem Marsch zur Schadstelle verbessert und ein Verkanten verhindert werden.
  • Die Dichtmanschetten 21-24 der Abdichtmodule 20, 30 können soweit im Durchmesser verringert sein, dass sie vor dem Expan dieren zu Dichtungszwecken auch in Kurvendurchfahrten nicht in Berührung mit der Pipelinewandung kommen. Hierdurch wird vermieden, dass die Dichtmanschetten beschädigt oder verschmutzt werden, bevor die Außerbetriebnahmevorrichtung die Reparaturstelle erreicht. Es ist aber auch vorstellbar, die Dichtmanschetten währen der Fahrt des Molchs zur Eingriffsstelle durch Schutzgehäuse oder -käfige 44, 45, welche axial verschiebbar sind, zu schützen.
  • Die Außerbetriebnahmevorrichtung 100 kann für den Marsch zur Arbeitsstelle auch mit Laufrollen 61-65 versehen sein. Hierzu weist jedes Molchmodul wenigstens eine am Umfang des entsprechenden Moduls angeordnete Reihe mit je wenigstens zwei Laufrollen auf. Vorzugsweise sind pro Reihe drei Laufrollen gleichmäßig über den Umfang verteilt, so dass eine zentrische Abstützung der Außerbetriebnahmevorrichtung innerhalb der Pipeline auch in Kurven- und Dükerabschnitten sichergestellt ist.
  • Im folgenden soll die Funktionsweise des Molchs anhand einer Einsatzbeschreibung in chronologischer Reihenfolge beschrieben werden. Es wird beschrieben, welche technisch-logistischen Schritte für eine Molchung notwendig sind und wie sie sinnvoll organisiert werden können.
  • Bevor der Bypassmolch seine eigentliche Funktion und die damit verbundenen spezifischen Abläufe erfüllen muss, ist die Vorgehensweise vergleichbar mit dem Einsatz anderer Molche, insbesondere der so genannten "intelligenten Molche".
  • Mit Mobilisierung werden alle Vorgänge bezeichnet, die notwendig sind bis sich der Molch in der betreffenden Pipeline 2 mit dem Medienstrom 9 zur gewünschten Eingriffsstelle 3, 4 bewegt. Die Mobilisierung kann unterteilt werden in eine Heimmobilisierung, welche alle Tätigkeiten umfasst, die bis zum Verschicken des Molchs in die Einsatzregion notwendig sind, und eine Feldmobilisierung, welche alle Tätigkeiten umfasst, die am Einsatzort bis zum Einschleusen des Molchs in den Medienstrom der Pipeline notwendig sind.
  • Als Ausgangsbasis dient der Heimatstandort des Molchs, d. h., i. d. R. der Fertigungs- und Wartungsstandort. Nachdem der Molch für den vorgesehenen Einsatz ordnungsgemäß präpariert und auf Funktionstüchtigkeit geprüft wurde, muss der Molch zum Einsatzort transportiert werden. Hierfür werden entsprechend geeignete Transporteinrichtungen verwendet. Es empfiehlt sich beispielsweise, den Molch schon auf der Einschleuselafette zu transportieren.
  • Die Feldmobilisierung beinhaltet im Idealfall nur noch den Check der Funktionstüchtigkeit vor Ort sowie eventuell das Aufladen und Nachfüllen sämtlicher mitgeführter Energie- und Materialspeicher wie Batterien, Hydraulik- und Gastanks. Danach wird der Molch mit der entsprechenden Ausrüstung in die Molchschleuse eingeführt.
  • Eine letzte Funktionskontrolle kann wenn möglich in der Schleuse nach der Reduzierung auf den Leitungsnenndurchmesser (bottle neck) durchgeführt werden. Dazu bleibt der Molch unter Betriebsdruck im Bereich der Molchschleuse mit Leitungsnenndurchmesser so stehen, dass sich ein Abblaseventil im Bereich des Ringraums 5 befindet. Der Bypassmolch dichtet den Ringraum ab und durch das Öffnen des Ventils lässt sich kontrollieren, ob der Molch ordnungsgemäß arbeitet. Nach erfolgreicher Kontrolle wird der Molch wieder in den Transportmodus versetzt.
  • Der letzte Schritt der Mobilisierung besteht in der Einschleusung in den Medienstrom 9.
  • Der Transport von der Molchschleuse zur Eingriffsstelle erfolgt wie bei konventionellen Molchen durch den Strömungswiderstand, den der Molch dem strömenden Medium entgegensetzt. Das bedeutet, dass der Bypass durch den Molchkörper im Bereich des Zugmoduls 10 vollständig oder zu einem großen Teil geschlossen ist. Lösungsvorschläge zu diesem Problem können auch aus den Schriften WO 97/17566 und GB 2 326 209 entnommen werden.
  • Da der Molch keine Reinigungs- oder Inspektionsfunktion zu erfüllen hat, reduzieren sich die dem Transport entgegenwirkenden Kräfte auf die Reibung der Treibmanschetten an der Pipelinewandung und den Rollwiderstand, der durch die Mess- und Führungsrollen, auf denen sich der Molch bzw. seine Module in der Leitung abstützen, verursacht wird. Verglichen mit Reinigungs- oder Inspektionsmolchen, insbesondere intelligenten Molchen, die mit Magnetfeldern arbeiten, ist der Außerbetriebnahme-Molch relativ leichtläufig.
  • Für eine genaue Positionierung des Bypassmolchs 100 im Bereich der Eingriffsstelle 4 ist es möglicherweise notwendig, den Reibungswiderstand der Manschetten 12-13 aufzuheben bzw. zu minimieren. Daher ist es sinnvoll, beispielsweise mittels eines Seilzugsystems einklappbare Manschetten vorzusehen oder so genannte bidirektionale Manschetten zu verwenden.
  • Die erste spezifische Aufgabe des Außerbetriebnahme-Molchs 100 besteht darin, an der gewünschten Eingriffsstelle 4 zu stoppen. Deswegen kann der Molch mit wenigstens einem Odometer ausgestattet sein, damit er seine aktuelle Position in der Pipeline mit der anzusteuernden Position vergleichen kann und in einer geeigneten Entfernung vor der anzusteuernden Position die Geschwindigkeit reduziert bzw. stehen bleibt, indem der Bypass des Zugmoduls 10 entsprechend geöffnet wird.
  • Eine andere oder ergänzende Möglichkeit besteht darin, dem Molch von Außen mittels einer Gammastrahlungsquelle zu signalisieren, dass die Eingriffsstelle erreicht ist. Dies kann beispielsweise in zwei Stufen erfolgen: die erste bedeutet, dass die Stoppposition bald erreicht ist, während die zweite die exakte Position angibt.
  • Schließlich steht der Molch mit vollständig geöffnetem Bypass des Zugmoduls 10 im Bereich der Eingriffsstelle 4.
  • Zur Feinjustierung im Bereich der Eingriffsstelle können zwei Konzepte in Betracht gezogen werden. Die eine Möglichkeit besteht darin, dass der Molch über angetriebene Räder 61-65 verfügt, mit denen er auch gegen den Medienstrom zurückfahren kann, um die exakte Position zu erreichen. Die zweite Möglichkeit besteht in der Anwendung eines "Seilschaftssystems": Eindeutig vor Erreichen der gewünschten Eingriffsstelle wird das letzte, am stromaufseitigen Ende des Molchzugs befindliche Modul 50 des Molchs festgesetzt, welches über eine Fixier-Einheit verfügt, um axiale Kräfte auf die Pipelinewand übertragen zu können. Beispielsweise mittels einer Seilwinde 53 können dann die im Medienstrom "hängenden" restlichen Module des Molchs über ein Seil bis zur exakten Position "abgeseilt" werden. Falls notwendig, kann man auch mit diesem Verfahren die restlichen Module des Molchs gegen den Medienstrom verholen bzw. "hochziehen". Bei diesen Verfahren ist es von Vorteil, wenn die Treibmanschetten des Molchs als Scheibenmanschetten und nicht als Topfmanschetten (engt. "cups") ausgeführt sind.
  • Nach Erreichen der exakten Eingriffstelle wird die Festsetzeinheit oder werden die Festsetzeinheiten 40 des Hauptmoduls aktiviert. Diese Einheiten dienen dazu, auftretende axiale Kräfte des Medienstroms auf den Molch an die Pipelinewand zu übertragen, so dass ein axiales Verschieben des Molchs in jedem Fall ausgeschlossen ist.
  • Nach der axialen Arretierung werden die Dichtmanschetten 21-24 zur radialen Abdichtung des Ringraums aktiviert. Die Dichtmanschetten sind den aus der Bohrtechnik bekannten Packern ähnlich. Für ein optimales Anliegen/Anpressen der Dichtmanschetten an die Leitungswand, ist es sinnvoll, eine Reinigungseinrichtung (in 1 nicht dargestellt) vorzusehen, die vor der Aktivierung der Dichtmanschetten die entsprechenden Kontaktflächen von Sand, liegen gebliebenen Elektroden oder Kondensat reinigt. Eine andere Möglichkeit zur Reinigung besteht darin, den Medienstrom durch ein partielles oder vollständiges Schließen der Bypassschläuche 25-28 gezielt durch den Spalt zwischen Dichtmanschette und Leitungswand zu führen, so dass die Kontaktflächen "freigeblasen" werden. Es kann notwendig sein, die Dichtmanschetten während des Transports durch ein geeignetes Gehäuse 44, 45 zu schützen, so dass die aus einem Elastomer gefertigten Dichtungen keinen Schaden an scharfen Kanten (Schweißnähte) oder rauen Leitungswänden nehmen. Dieses Gehäuse wird dann vor der Aktivierung der Dichtmanschetten entsprechend verschoben.
  • Nach der Aktivierung der Dichtmanschetten ist das Volumen des Ringraums 5 vollständig und druckdicht vom strömenden Pipelinemedium separiert.
  • Der entscheidende Schritt besteht darin, den Ringraum 5 bis auf Atmosphärendruck zu entspannen, damit die entsprechenden Arbeiten an der Eingriffsstelle durchgeführt werden können. In einigen Einsatzfällen des Molchs sind keine weiteren Vorkehrungen dazu notwendig:
    • i) Bei einem Leck in der Pipeline wird der Ringraum von selbst entspannt.
    • ii) Beim Austausch oder der Reparatur einer Abzweigarmatur, eines Stutzens oder sonstiger Abgänge kann der Ringraum durch Öffnen des entsprechenden Ventils entspannt werden.
  • In den anderen Einsatzfällen kann eine Entspannung des Ringraums auf verschiedene Weise realisiert werden:
    • i) Ex-geschützte Anbohrung von außen unter Druck.
    • ii) Leerförderung des Ringraums nach innen, z. B. mit einem Kompressor 41, der saugseitig bis auf Atmosphärendruck herab gegen den Pipeline-Innendruck fördern kann.
  • Um den Energiebedarf des Molchs für diese Funktion zu begrenzen, ist es auch denkbar, einen leeren Tank (evtl. Vakuum) in einem weiteren Modul mitzuführen und einen Teil der Entspannung durch einen Druckausgleich zwischen Ringraum und Tank herbeizuführen.
  • Nach erfolgreicher Entspannung des Ringraums wird von der Steuereinheit ein Signal nach außen gegeben, dass die Arbeiten am Leitungsabschnitt beginnen können.
  • Um zusätzliche Sicherheit zu gewinnen, ist es möglich den Ringraum zu inertisieren. Mittels eines mitgeführten Druckbehälters wird eine ausreichende Gasmenge (bspw. Stickstoff) bereitgestellt, um den Ringraum damit zu spülen, so dass sich kein explosionsfähiges Gemisch bilden kann.
  • Davon unabhängig ist es sinnvoll, jeweils zwei Dichtmanschetten 21-24 auf jeder Seite des Ringraums 5 vorzusehen. Dadurch entstehen zwei Kontroll-Kreisringräume 6, 7, die dazu dienen die Dichtheit der äußeren Dichtmanschetten zu kontrollieren und eventuell auftretendes Schleichgas mittels entsprechender Vorrichtungen 42, 43 absaugen zu können, so dass in jedem Fall die Sicherheit des Haupt-Ringraums 5 gewährleistet ist (vgl. "double block and bleed" – Verfahren bei Armaturen).
  • Direkt nach Abschluss der eigentlichen Arbeiten an der Pipeline, kann es sinnvoll sein eine Druckprüfung vorzunehmen, um betriebsintern und gegenüber der Aufsichtsbehörde einen den technischen Regeln entsprechenden Pipelinezustand nachweisen zu können.
  • Der Molch ermöglicht eine Druckprüfung von Innen, ohne die Leitung außer Betrieb zu nehmen: Nach einem Signal von außen, dass die Druckprüfung beginnen soll, wird der Haupt-Ringraum 5 vom atmosphärischen bis zum entsprechenden Prüfdruck (bei deutschen Gaspipelines ist das der 1,1-fache Nenndruck) mit einem flüssigen (bspw. Öl oder Wasser) oder gasförmigen Medium (bspw. Stickstoff) aus den mitgeführten Tanks befüllt 41. Die gemessenen Daten der Druckverhältnisse im Haupt-Ringraum 5 und in den Kontroll-Kreisringräumen 6, 7 werden aufgezeichnet und können später protokolliert werden. Nach einer entsprechenden Haltezeit wird vom Molch ein Signal über den Ausgang der Druckprüfung nach außen gesendet.
  • Sollte die Prüfung nicht erfolgreich gewesen sein und dies nicht am Molch gelegen haben, was mit den Druckverhältnissen in den Kontroll-Kreisringräumen 6, 7 nachgewiesen werden kann, besteht die Möglichkeit einer sofortigen Nachbesserung der zuvor an der Leitung vorgenommenen Arbeiten. Danach wird obige Prozedur entsprechend wiederholt.
  • Da es zu den Vorzügen des Molchs zählt, mehrere Stopps an verschiedenen Eingriffsstellen vornehmen zu können, kann es notwendig sein, seine Material- und Energiereserven wiederaufzufüllen. Hierzu sind an der Molchaußenseite im Bereich des Ringraums 5 entsprechende Anschlussmöglichkeiten 34 vorgesehen, die natürlich nur zugänglich sind, wenn die Pipelinewand im Bereich des Ringraums während der Arbeiten eine entsprechende Öffnung aufweist.
  • Auch an oberirdischen Schieberstationen lassen sich die Energiespeicher und Tanks aufladen, wenn der Molch hierfür an einem vorhandenen Abzweig gestoppt wird. Besteht die Pipelinewand nicht aus ferromagnetischem Material, so ist mittels magnetischer Induktion auch ein Aufladen der elektrischen Energieversorgung ohne eine entsprechende Öffnung der Pipeline möglich.
  • Nach erfolgreichem Abschluss sämtlicher Arbeiten und/oder Prüfungen an der Eingriffsstelle 4 wird dem Molch von außen ein Signal zur Weiterfahrt gegeben. Daraufhin wird der Ringraum mit dem Pipelinemedium bis auf den aktuellen Pipeline-Innendruck befüllt und die Dichtmanschetten 21-24 werden gelöst. Im nächsten Schritt lösen sich die Festsetzeinheiten 40, 50 und der Bypass des Zugmoduls 10 wird langsam soweit geschlossen, dass ein sanftes Anfahren mit dem Medienstrom erfolgt. Eine andere Möglichkeit sieht vor, zunächst den Bypass im Zugmodul 10 so weit zu schließen, dass eine Zugkraft auf den gesamten Molchzug wirkt, um dann erst die letzte Festsetzeinheit 50 zu lösen.
  • Nach einem oder mehreren Stopps wird der Molch schließlich in der Empfangsschleuse ankommen, wo er dann ausgeschleust wird. Nachdem er in der vorgesehenen Transporteinrichtung verstaut wurde, wird der Molch zum Basisstandort verschickt, um kontrolliert und wieder einsatzbereit gemacht zu werden.
  • Es kann auch von Vorteil sein, die Außerbetriebnahmevorrichtung (100) so auszulegen, dass eine vollständige Abdichtung des gesamten Leitungsquerschnitts möglich ist, so dass die Vorrichtung für bestimmte Einsätze oder im Notfall als Packer-Molch (engl. „plug") funktioniert.
  • Nachdem der chronologische Ablauf einer Molchung beschrieben wurde, wird im folgenden direkt auf den Aufbau des Molchs und die Beschreibung seiner einzelnen Komponenten und ihr Zusammenwirken eingegangen.
  • Zur Lösung der Hauptaufgabe, der Bereitstellung des drucklosen Kreisringraums 5 an gewünschter Stelle 4 in der Pipeline 2, ist prinzipiell ein Bypassrohr oder -schlauch notwendig. Geht man davon aus, dass es sich um ein starres Rohr handelt (bspw. aus Stahl), dann ergibt sich ein geometrisches Optimierungsproblem mit zwei Größen: der Länge des Bypassrohrs und dem Durchmesser des Bypassrohrs.
  • Es gilt folgende Einflussfaktoren abzuwägen:
    • i) Ein großer Bypassrohrdurchmesser begünstigt die Bypassfunktion, d.h., es ergibt sich ein geringerer Strömungswiderstand des Molchs in der Arbeitsstellung an der Eingriffsstelle, daraus resultiert ein maximaler Massendurchsatz des Leitungsmediums, welcher einen geringen Druckabfall bedeutet, was schließlich geringe Axialkräfte auf den Molch selbst zur Folge hat.
    • ii) Eine große Bypassrohrlänge ist günstig, um Einsatzfälle an Pipelines zu erfüllen, bei denen längere Wandstücke in Leitungsachsenrichtung außer Betrieb genommen werden sollen. Hier lässt sich eine Mindestanforderung angeben: der entspannbare Abschnitt sollte wenigstens 1,2xDN betragen, damit beispielsweise Abzweigleitungen bis zum Durchmesser der Hauptleitung montiert oder totgelegt werden können.
    • iii) Länge und Durchmesser des Bypassrohrs werden hingegen durch die in der Pipeline verwendeten Bögen begrenzt. Hinzu kommt, dass die Länge der Molchschleuse begrenzt ist.
  • Es erscheint daher sinnvoll, den Molch in ein oder zwei Hauptmodule 20, 30, welche das Bypassrohr oder die Bypassschläuche beinhaltet, und damit bspw. gelenkig (Kardangelenk, Seilsystem, o. ä.) verbundene Zusatzmodule aufzugliedern, um eine realisierbare Optimierung der drei oben genannten Einflussgrößen erreichen zu können.
  • Sofern geometrisch notwendig übernehmen die Zusatzmodule alle Funktionen, die nicht zwingend vom Hauptmodul übernommen werden müssen. Das sind unter anderem:
    – Energie – und Materialversorgung, Signalübertragung, Messwerterfassung und Datenauswertung/-speicherung und axiale Arretierung des gesamten Molchs.
  • Sogar die Bypassregelung zur Geschwindigkeitsregelung während des Transports lässt sich in einem Zusatzmodul 10 realisieren, das Hauptmodul 20, 30 ist dann bis auf die Dichtmanschetten 21-24 praktisch ein "Leerrohr".
  • Bei der Gesamtauslegung aller Molchmodule ist auf ein günstiges Strömungsverhalten im Falle des Stillstands zu achten: je weniger Widerstand dem vorbeiströmenden Medium entgegengesetzt wird, desto geringer sind die axialen Verschiebekräfte auf den gesamten Molch und desto höher ist der resultierende Volumendurchsatz in der Leitung.
  • Die Anzahl der Module steigt – ähnlich wie bei intelligenten Molchen- bei kleineren Pipelinedurchmessern.
  • Das Bypassrohr/die Bypassrohre kann/können bspw. einen resultierenden hydraulischen Innendurchmesser von 0,6xDN aufweisen, was einem verbleibenden Restquerschnitt von 36% des Nenndurchmessers für das zu transportierende Pipelinemedium entspricht. Größere Innendurchmesser sind von Vorteil, aber nicht zwingend notwendig. Als Vergleich mag hier der Durchmesser von Stopple-Bypässen dienen.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform des Bypasses sieht vor, nicht ein Gelenkrohr (Chicksan) zu verwenden, sondern mehrere 25-28, die dann nacheinander deaktiviert/demontiert bzw. mon tiert/aktiviert werden können, um beispielsweise ein Passstück (ein kurzes Rohrstück) 4 einsetzen zu können.
  • Wenn die einzelnen Bypässe beispielsweise aus begrenzt flexiblen HD-Schläuchen bestehen, lässt sich die Längenbegrenzung durch die Leitungsbögen umgehen und es können größere Leitungsabschnitte entspannt werden. Auch eine eventuell vorgegebene Längenbegrenzung durch die Molchschleuse, lässt sich hiermit zumindest in gewissem Umfang umgehen. Dazu könnten die HD-Schläuche von einer in Leitungsachsenrichtung liegenden Trommel abgewickelt werden oder gefaltet in die Schleuse eingeschoben werden.
  • In jedem Falle weist die Bypasseinheit an ihren beiden Enden wenigstens je eine Dichtmanschette auf, mit denen der Raum zwischen Bypassaußenseite und Pipelineinnenseite hermetisch abgeschlossen wird.
  • Zwingender Bestandteil der Bypasseinheit sind die mindestens 2 Dichtmanschetten 21-24, die den Ringraum am stromauf- und stromabseitigen Ende zwischen Pipeline und Bypassrohr gegen das Leitungsmedium abdichten. Die Dichtmanschetten können bspw. wie Packer arbeiten.
  • Generell arbeiten Packer nach dem Sandwich-Prinzip: eine Scheibe aus leichter verformbarem Material (Elastomer) befindet sich zwischen 2 Stahlscheiben, die dann, wenn der Packer seine Dichtfunktion erfüllen soll, zusammengepresst werden, so dass sich die deformierbare Scheibe radial ausdehnt, bis sie mit einer definierten Flächenpressung gegen die Rohrinnenwand drückt.
  • Die Dimensionierung der Dichtmanschetten muss den Anforderungen entsprechend optimiert werden. Dies betrifft im Wesentlichen die Breite des Dichtmanschettenrings und den Anpressdruck: Je nach Leitungsbeschaffenheit und Transportmedium sind diese Größen anzupassen. Dies lässt sich aus den Erfahrungen im Bereich der Anwendung reiner Packer mit Abdichtung des vollen Leitungsquerschnitts ableiten (engl. "plug").
  • Die Verwendung von Packern ist insbesondere im Bohrbetrieb und im Offshore-Bereich Stand der Technik. Neu ist hingegen, dass im Bereich der Pipelinelängsachse jetzt ein zylindrischer Hohlraum (Bypass) bereitgestellt werden muss, d.h., dass dieser Raum für die Mechanik der Packer nicht oder nur begrenzt zur Verfügung steht. Daher ist das Packerprinzip soweit zu modifizieren, dass die zwei Kreisringscheiben und die dazwischen befindliche Elastomerscheibe auf dem Bypassrohr/Abdichtmodul 20, 30 (Zylinder) montiert werden.
  • Erste Abschätzungen der Dichtmanschettenkräfte und – dimensionierung mittels der Finite-Elemente-Methode zeigen, dass auch bei einer Abdichtung in den relativ dünnwandigen Onshore-Pipelines keine unzulässigen plastischen Verformungen in der Rohrwand hervorgerufen werden.
  • Für das betrachtete Problem der Dichtheit der Dichtmanschetten 22, 23 kann auf die Erfahrungen bei Stoppleeinsätzen zurückgegriffen werden. Beim Stopplen wird ebenfalls ein Elastomerring radial an die Pipelinewand gepresst. Es ist bekannt, dass es bei längs- oder spiralnahtgeschweißten Rohren zu Undichtheiten kommen kann, welche zu Schleichgasdurchsätzen im Bereich der Schweißnahtüberhöhung führen können. Um diesem Phänomen zu begegnen, werden jeweils zwei Dichtmanschetten (21, 22 und 23, 24) an jedem Ende des Bypassabschnitts verwendet, so dass mit Hilfe der beiden Kontroll-Ringräume 6, 7 der Haupt-Ringraum 5 seine Funktion sicherheitstechnisch überwacht erfüllt.
  • Damit die Oberfläche des relativ weichen Dichtmaterials der Dichtmanschetten während der Fahrt durch die Pipeline nicht durch raue Oberflächen oder scharfe Kanten beschädigt wird,. bietet es sich an, die sensiblen Flächen während des Transports durch einen dünnen Stahlzylinder (Wanddicke s = 2–3 mm) oder -käfig 44, 45 zu schützen. Die Schutzhülle wird dann vor der Aktivierung der Dichtmanschetten axial fortbewegt und nach ihrer Deaktivierung wieder über den Dichtscheiben positioniert.
  • Auch bei einer vorher gereinigten Leitung kann sich an der Eingriffsstelle noch Schmutz (z. B. Elektroden) oder anhaftender Rost befinden. Deswegen kann es sinnvoll sein die Kontaktflächen zwischen Pipeline und Dichtmanschetten zu reinigen, bevor die Dichtmanschetten aktiviert werden, damit eine optimale Abdichtung gewährleistet ist. Hierfür könnten beispielsweise ausfahrbare Bürsten (nicht dargestellt) den betreffenden Bereich bearbeiten, während das vorbeiströmende Medium das anfallende Debris und den Schmutz fort trägt.
  • Bei der Anwendung des verstärkten "Freiblasens" und einem Einsatz in modernen innen beschichteten Leitungen kann sich diese Vorrichtung bzw. Maßnahme als obsolet erweisen.
  • Wie bereits erwähnt, kann die Bypassregelung auch außerhalb des Bypassmoduls erfolgen. D.h., dass das Bypassmodul immer frei durchströmbar ist, sowohl während des Transports als auch während der Arbeitsstellung.
  • Wie im Patent DE 199 09 634 C2 beschrieben, kann die Bypassregelung über einen Fensterkolben erfolgen. Andere Lösungen sehen den Einsatz eines Kugelhahns oder eines drosselklappenähnlichen Elements vor.
  • Unabhängig von der letztlich verwendeten Lösung wird die Bypassregelung von folgenden Führungsgrößen bestimmt:
    – Molchgeschwindigkeit: maximale Geschwindigkeit bis zum Bereich der nächsten Eingriffsstelle (d. h. minimaler Bypass), dann Absenkung, um die Arbeitsstellung besser ansteuern zu können. Evtl. maximale Bypass-Offenstellung, um mit anderen Antriebsmechanismen bis zur exakten Position zu gelangen, was gegebenenfalls auch gegen den Medienstrom erfolgen kann.
    – Bypassfunktion: während sich der Molch in einer Arbeitsposition befindet, wird die maximale Bypass-Offenstellung aufrechterhalten, um der "Online-Maxime", dem ununterbrochenen Leitungsbetrieb, gerecht zu werden.
    – Anfahren: nach Beendigung der Arbeiten und dem Lösen der Dichtmanschetten, wird der Bypassquerschnitt langsam verringert, um ein möglichst ruckfreies Anfahren mit dem Medienstrom zu erreichen.
  • Die Signale für die einzelnen Vorgänge können von Steuerungseinheiten im Molch und von Steuergeräten außerhalb der Pipeline gegeben und empfangen bzw. verarbeitet werden.
  • Während des Einsatzes an einer Eingriffsstelle 4 ist es notwendig, den gesamten Molch gegen eine axiale Verschiebung zu sichern. Prinzipiell können dazu die Reibungskräfte genutzt werden, die zwischen der Leitung 2 und den Dichtmanschetten 21-24 nach ihrer Aktivierung bestehen. Allerdings erst nach ihrer Aktivierung, was sich bspw. bei einer vorher notwendigen Kontaktflächenreinigung als ungünstig erweisen kann.
  • Es ist daher sinnvoll, die Dichtmanschetten für die Funktion der radialen Abdichtung der Kreisringräume zu optimieren und die Aufgabe der axialen Arretierung getrennt zu lösen.
  • Die Lösung sieht eine einfache oder mehrfache Anordnung von mehreren keilförmigen Klemmschuhen über den Umfang der Festsetzeinheiten 40, 50 des Molchs vor. Die Anwendung solcher Klemmschuh-Anordnungen ist eine bekannte Technik, die bereits im Einsatz ist (vgl. www.plugging.com).
  • Der Vorteil solcher Fixiereinheiten besteht darin, dass über die gesamte Länge des Molchs mehrere Einheiten verteilt werden können, je nachdem wie viele Einheiten notwendig sind, um die axial am Molch wirkenden Kräfte sicher in die Leitungswand zu übertragen und den Molch zu arretieren und ohne in der Leitungswand unzulässige Spannungen bzw. Dehnungen hervorzurufen. Die Fixiereinheiten müssen nicht starr mit dem Bypassrohr verbunden sein, sondern können beispielsweise mittels eines Kardangelenks verbunden sein. Dies verhindert eine unnötige Verlängerung des starren Hauptmoduls. Ein Aspekt, der bei der Auslegung der Festsetzeinheit beachtet werden sollte, betrifft eine mögliche, unzulässige Aufhärtung des Grundwerkstoffs durch zu hohe lokale Druckkräfte.
  • Die Antriebskraft für die Bewegung und das Festsetzen der Klemmschuhe wird günstiger Weise mittels eines Hydrauliksystems bereitgestellt.
  • Geeignete Systeme und Schaltungen bzw. Programmierungen stellen sicher, dass sowohl ein ungewolltes Lösen bei aktivierten Dichtmanschetten ausgeschlossen ist, als auch eine Notfall-Lösung der Fixiereinheiten möglich ist, damit der Molch auch bei Ausfall eines oder mehrerer Systeme sicher wieder aus der Pipeline geschleust werden kann.
  • Eine Möglichkeit besteht in einem Mehrfach-Zapfen-System 70, welches am stromaufseitigen Ende das Einrasten eines passenden Extramolchmoduls ermöglicht, wodurch dann das Lösen der Dichtmanschetten und der Festsetzeinheiten erzwungen wird. Das Extramolchmodul wird erst in die Leitung eingeschleust bzw. bis an den Molch herangefahren, wenn der Hauptmolch ausgefallen ist und sich nicht wieder deaktivieren, weiterfahren und ausschleusen lässt. (Andocken eines Notmoduls)
  • Das Versorgungs- und Steuerungsmodul kann aus einem oder mehreren Modulen bestehen, die untereinander und mit dem Hauptmodul beispielsweise über ein Kardangelenk 15, 35 mechanisch verbunden sind. Für die Versorgungs- und Steuerungsaufgaben sind außerdem entsprechend geschützte Kabel- und Schlauchverbindungen notwendig (in 1 nicht dargestellt).
  • Ähnlich wie bei den bewährten Systemen für intelligente Molche kann hier ein druckfestes, explosionsgeschütztes und vor Feuchtigkeit geschütztes System von Kabeln verwendet werden.
  • Die erste Aufgabe der Versorgungs- und Steuerungseinheit besteht in der Bereitstellung elektrischer Energie für mechanische und elektronische Funktionen des Molchs, wie sie für das Öffnen von Ventilen oder den Betrieb der speicherprogrammierbaren Steuerung notwendig ist. Diese Aufgabe kann mit der erprobten Batterietechnik der heutigen intelligenten Molche gelöst werden.
  • Für die Inertisierung des Ringraums bei Pipelines mit brennbaren Medien kann es notwendig sein, einen oder mehrere entsprechende Hochdrucktanks mitzuführen, um für das erwartete Volumen und die entsprechende Dauer einer Inertgasspülung genügend Inertgas bereitstellen zu können. Des weiteren kann die in den HD-Tanks in Form von Volumenarbeit gespeicherte Energie genutzt werden um beispielsweise ein Hydrauliksystem zu betreiben.
  • Im Gegensatz zu reinen Packersystemen, die die Pipeline wie einen Stopfen verschließen, kann bei der Außerbetriebnahmevorrichtung der Umstand ausgenutzt werden, dass das Leitungsmedium durch den Bypass strömt. Durch die Anwendung einer Turbine 51 lässt sich die im Transportmedium in Form von Volumenarbeit gespeicherte Energie ausnutzen. Die Turbine kann dann über eine Welle einen Generator 52 zur Erzeugung elektrischer Energie antreiben oder aber mechanisch zum Antrieb einer Hydraulikpumpe oder einer Förderpumpe zur Entspannung des Ringraums genutzt werden.
  • Eine wesentliche Aufgabe für einen erfolgreichen Einsatz der Außerbetriebnahmevorrichtung kommt der Steuerung und zeitlichen Koordinierung der Einzelkomponenten des Molchs zu.
  • Im Steuerungsmodul kann eine speicherprogrammierbare Steuerung oder ein On-Board-Rechner mitgeführt werden, der die Führungs größen aufzeichnet und verarbeitet und entsprechend Signale an Einzelkomponenten oder die Außenwelt weitergibt.
  • Führungsgrößen sind:
    – Wegstrecke und Geschwindigkeit: bereitgestellt durch Odometer,
    – Positionssignale: externe Geber,
    – Drücke: bereitgestellt durch Manometer/Drucktransmitter,
    – Kapazitäten und Reserven: Ladekontrollen, Füllstandsanzeiger und Manometer,
    – Methangehalt im Arbeitsraum.
  • Während eines gesamten Einsatzablaufs ist es mehrfach notwendig Signale von Innen nach Außen durch die möglicherweise stählerner Pipelinewand zu senden.
  • Die Übermittlungstechnik kann sich an die Technik der Isotopenmolche anlehnen, dort werden Gammastrahlen zur Signalgebung durch die stählerne Leitungswand verwendet.
  • Eine andere Signalübertragungstechnik bietet sich in der ELF-Technik (Extremly Low Frequency) an, welche von der Firma PSI angewendet wird, um Daten zum und vom Molch zu übermitteln.
  • Folgende Informationen müssen zur Abstimmung zwischen dem Molch und dem extern arbeitenden Personal übertragen werden oder können notwendig werden:
    – Positionierung, Arretierung,
    – Freigabe Arbeitsraum, erfolgreiche Inertisierung und deren Überwachung
    – Abschluss der Arbeiten,
    – Ergebnis Druckprüfung,
    – Weiterfahrt.
  • Günstigerweise kann das Zugmodul 10 Elemente zum Steuern der gesamten Außerbetriebnahmevorrichtung 100 innerhalb der Pipeline 2 enthalten. Hierzu weist das Zugmodul 10 beispielsweise eine Steuerungs- und Empfangs- und/oder Sendeeinrichtung 16 auf, die über bekannte Kommunikationseinrichtungen sowohl eine Ortung der Außerbetriebnahmevorrichtung 100 von der Außenseite der unterirdisch verlegten Pipeline 2 her als auch eine von der Außenseite erfolgende Fernbetätigung von Verstellelementen an der Außerbetriebnahmevorrichtung 100 ermöglicht. Beispielsweise kann die Übermittlung von Steuerkommandos an die Außer betriebnahmevorrichtung über schwache Gammastrahler und entsprechende Strahlenempfänger durch die Pipelinewandung hindurch von der Außenseite der Pipeline erfolgen.
  • 100
    Außerbetriebnahmevorrichtung
    2
    Pipeline/Pipelinewandung
    3
    Schadenstelle oder Position f. Abzweigleitung o. ä.
    4
    Leitungsabschnitt/Passstück
    5
    (Haupt-Kreis-) Ringraum oder Arbeitsraum
    6, 7
    (Hilfs- oder) Kontroll-Ringraum
    8
    Leitungsachse
    9
    Medienstrom
    10
    Zugmodul
    11
    Bypassrohr
    12, 13
    Treibmanschetten
    15, 35
    Kardangelenk
    16
    Steuer-, Empfangs- und Sendeeinrichtung
    20, 30
    Abdichtmodul
    21–24
    Dichtmanschetten (oder Packer)
    25–28
    Bypassleitungsschlauch (bzw. -rohr)
    29, 39
    Sammelzylinder
    30
    Abdichtmodul
    31
    Durchflussöffnung
    32
    Stutzen/Ventil
    33, 53
    Kraftübertragungs-/Abstandsregelungssystem
    Seilwinde
    34
    Anschlussvorrichtung zur Energie- und/
    oder Materialzufuhr
    35
    Kardangelenk
    39
    Sammelzylinder
    40
    Festsetzmodul/-einheit
    41
    Inertisierungs-/Druckprüfeinrichtung für Arbeits
    raum
    42, 43
    Kontroll-/Regeleinheit für Kontroll-Ringraum
    44, 45
    Schutzgehäuse/-käfig für Dichtmanschetten
    50
    Festsetzmodul/-einheit
    51
    Turbine
    52
    Generator oder Verdichter
    53
    Kraftübertragungs-/Abstandsregelungssystem/Seil
    winde
    61–65
    Rollen
    70
    Zapfensystem für Notmodul

Claims (13)

  1. Vorrichtung (100), die zur Außerbetriebnahme eines Leitungsstücks von innen unter Aufrechterhaltung des Betriebs der Leitung (2) dient, und die in einer Pipeline von dem darin unter hohem Druck strömenden Fluid verschiebbar ist, mit wenigstens einem Bypassleitungsrohr (25-28), das in axialer Richtung der Pipeline (2) von dem Fluid durchströmbar ausgebildet ist, und mit wenigstens einer Treib-Führungs-Manschette (12, 13), und mit einer Einrichtung zur Regulierung des Strömungswiderstands der Außerbetriebnahmevorrichtung durch eine Querschnittsveränderung (10), durch die der Strömungswiderstand soweit absenkbar ist, dass die Außerbetriebnahmevorrichtung durch die zwischen den Treib-Führungs-Manschetten (12, 13) und der Innenwand der Pipeline bestehende Reibung an einer vorbestimmten Stelle (3, 4) stoppt, und dass an wenigstens einem Bypassleitungsrohr (25-28) wenigstens zwei Dichtmanschetten (21-24) beabstandet zueinander angeordnet sind, welche radial expandierbar sind und im expandierten Zustand druckdicht an die Innenseite der Pipelinewandung (2) angepresst sind, wodurch die Außerbetriebnahmevorrichtung (100) an einem Abschnitt (3, 4) der Pipeline festsetzbar und zwischen der Innenseite der Pipelinewandung (2), der Außenseite des Bypassleitungsrohrs (25-28) und den expandierten Dichtmanschetten (22, 23) ein Arbeitsraum (5) ausgebildet ist, der gegenüber dem Fluid, das mit hohem Druck durch das Bypassleitungsrohr (25) der festgesetzten Außerbetriebnahmevorrichtung (100) strömt, abgedichtet ist und auf Atmosphärendruck entspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassleitungsrohr aus mindestens einem flexiblen Hochdruck-Schlauch (25-28) besteht, welcher jeweils stirnseitig lösbar mit zwei einseitig offenen Sammelzylindern (29, 39) verbunden ist, deren nicht offene Stirnseite dem mindestens einen Hochdruck-Schlauch (25-28) zugewandt und deren Achse parallel zur Leitungsachse (8) orientiert ist und an deren Außenumfang wenigstens eine Dichtmanschette (21-24) zur temporären Abdichtung des Kreisringraums (5) zwischen Leitung (2) und Sammelzylinder (29, 39) angebracht ist, während an der nicht offenen Stirnfläche wenigstens eine Durchflussöffnung (31) vorgesehen ist, welche jeweils direkt oder indirekt über einen Stutzen (32) mit jeweils einem Hochdruck-Schlauch (25-28) verbunden werden kann und welche direkt verschließbar ausgebildet ist oder die innerhalb des angebrachten Stutzens eine regelbare Verschlussmöglichkeit besitzt, so dass ein Fluidstrom (9) in der Leitung vom ersten Abdichtelement (30) durch mindestens einen Hochdruck- schlauch zum zweiten Abdichtelement (20) geleitet werden kann, und ein Rohrleitungsabschnitt (4) von größerer Länge zwischen den beiden Abdichtelementen drucklos gemacht werden kann.
  2. Außerbetriebnahmevorrichtung (100) nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass ein regelbares System zur Kraftübertragung (33) zwischen den Abdichtmodulen (20, 30) angeordnet ist, das eine unerwünschte Belastung der Bypassleitungsschläuche (25-28) verhindert oder eine Abstandsregelung zwischen den Abdichtmodulen ermöglicht.
  3. Außerbetriebnahmevorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein regelbares System zur Kraftübertragung (53) zwischen der am weitesten stromauf gelegenen Festsetzeinrichtung (50) und allen restlichen Modulen der Außerbetriebnahmevorrichtung (100) angeordnet ist, das eine Feinjustierung der Position des Arbeitsraums (5) in Bezug auf die Schadensstelle (3) bzw. das zu bearbeitende Leitungsstück (4) ermöglicht.
  4. Außerbetriebnahmevorrichtung (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Festsetzeinheiten (40, 50) angeordnet sind, die in der Wirkungsrichtung ihrer Hemmung entgegengesetzt angelegt sind.
  5. Außerbetriebnahmevorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (41) zur Entspannung und Inertisierung des Arbeitsraums (5), sowie zur Durchführung einer Druckprüfung des zwischen den Dichtmanschetten (22, 23) liegenden Leitungsabschnitts mit deutlich über dem Nenndruck der Leitung liegendem Prüfdruck nach Abschluss etwaiger Arbeiten am Leitungsabschnitt (4) angeordnet sind.
  6. Außerbetriebnahmevorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Dichtmanschetten (21, 22, 23, 24) an jedem Abdichtmodul (20, 30) angeordnet sind, wodurch zusammen mit der Leitung (2) jeweils ein kleiner Kontroll-Ringraum (6, 7) neben dem eigentlichen Arbeitsraum (5) gebildet wird.
  7. Außerbetriebnahmevorrichtung (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Vorrichtung Mittel (42, 43) zur Inertisierung oder Absaugung und/oder Kontrolle und Regelung des Drucks und/oder der Konzentration des im Kontroll-Kreisringraum (6, 7) befindlichen Fluids angeordnet sind.
  8. Außerbetriebnahmevorrichtung (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (42, 43) zur Messdatenerfassung und -verarbeitung des Drucks und/oder der Konzentration des im Kontroll-Kreisringraum (6, 7) befindlichen Fluids und einer Signalübertragung innerhalb der Außerbetriebnahmevorrichtung (100) und/oder nach außerhalb der Leitung (2) vorhanden sind.
  9. Außerbetriebnahmevorrichtung (100) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine vorgeschaltete Reinigungsvorrichtung.
  10. Außerbetriebnahmevorrichtung (100) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Abdichtungseinrichtung zum Abdichten des gesamten Leitungsquerschnitts.
  11. Außerbetriebnahmevorrichtung (100) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zur Gewinnung und Speicherung elektrischer oder mechanischer Energie, bestehend aus einer Turbine (51), die durch das Druckgefälle im Bereich des Molchs oder eines Moduls angetrieben wird, und einem von der Turbine angetriebenen Generator (52) oder einem Verdichter, wobei diese auch durch Rollen (65), die sich während der Molchfahrt drehen, angetrieben sein können.
  12. Außerbetriebnahmevorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Vorrichtungen zur Energie- und Materialzufuhr (34) von außen bei einem Stopp während einer längeren Molchfahrt angebracht sind.
  13. Außerbetriebnahmevorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Abdichtmodulen (20, 30) bewegliche Schutzgehäuse oder -käfige (44, 45) angeordnet sind.
DE10312606A 2003-03-21 2003-03-21 Vorrichtung zur Außerbetriebnahme eines Rohrleitungsstücks unter Aufrechterhaltung des Betriebs der Gesamtleitung Expired - Fee Related DE10312606B3 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10312606A DE10312606B3 (de) 2003-03-21 2003-03-21 Vorrichtung zur Außerbetriebnahme eines Rohrleitungsstücks unter Aufrechterhaltung des Betriebs der Gesamtleitung
PCT/DE2004/000525 WO2004083710A1 (de) 2003-03-21 2004-03-10 Vorrichtung zur ausserbetriebnahme eines rohrleitungsstücks unter aufrechterhaltung des betriebs der gesamtleitung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10312606A DE10312606B3 (de) 2003-03-21 2003-03-21 Vorrichtung zur Außerbetriebnahme eines Rohrleitungsstücks unter Aufrechterhaltung des Betriebs der Gesamtleitung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10312606B3 true DE10312606B3 (de) 2004-07-08

Family

ID=32478247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10312606A Expired - Fee Related DE10312606B3 (de) 2003-03-21 2003-03-21 Vorrichtung zur Außerbetriebnahme eines Rohrleitungsstücks unter Aufrechterhaltung des Betriebs der Gesamtleitung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10312606B3 (de)
WO (1) WO2004083710A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009068846A1 (en) * 2007-11-29 2009-06-04 Halliburton Energy Services, Inc. Pipeline pig and method for irradiation of bacteria in a pipeline
EP3099967B1 (de) 2014-01-28 2020-01-08 Grtgaz Werkzeug zur bearbeitung der wand eines rohres und entsprechendes verfahren
FR3088102A1 (fr) * 2018-11-06 2020-05-08 Grtgaz Outil pour intervention sur la paroi d'une canalisation de fluide avec module de diminution de la pression

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201013370D0 (en) 2010-08-09 2010-09-22 Stats Uk Ltd Pipeline isolation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997017566A1 (en) * 1995-11-08 1997-05-15 Smart Pipeline Services Limited Apparatus for use in a pipeline
GB2326209A (en) * 1997-06-12 1998-12-16 British Gas Plc Fluid propelled pipeline pig with controlled fluid by-pass
DE19820290A1 (de) * 1998-05-07 1999-11-11 Pipetronix Gmbh Rohrleitungsfahrzeug
DE19909634C2 (de) * 1999-03-05 2002-02-07 Willschuetz Klaus Dieter Pipelinereparatur-Hilfsvorrichtung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19717720A1 (de) * 1997-04-18 1998-10-22 Stein & Partner Gmbh Prof Dr I Vorrichtung zur Inspektion und Instandhaltung von Rohren
AUPP609298A0 (en) 1998-09-22 1998-10-15 Water Corporation, The Refurbishment of lined piplines

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997017566A1 (en) * 1995-11-08 1997-05-15 Smart Pipeline Services Limited Apparatus for use in a pipeline
GB2326209A (en) * 1997-06-12 1998-12-16 British Gas Plc Fluid propelled pipeline pig with controlled fluid by-pass
DE19820290A1 (de) * 1998-05-07 1999-11-11 Pipetronix Gmbh Rohrleitungsfahrzeug
DE19909634C2 (de) * 1999-03-05 2002-02-07 Willschuetz Klaus Dieter Pipelinereparatur-Hilfsvorrichtung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009068846A1 (en) * 2007-11-29 2009-06-04 Halliburton Energy Services, Inc. Pipeline pig and method for irradiation of bacteria in a pipeline
EP3099967B1 (de) 2014-01-28 2020-01-08 Grtgaz Werkzeug zur bearbeitung der wand eines rohres und entsprechendes verfahren
FR3088102A1 (fr) * 2018-11-06 2020-05-08 Grtgaz Outil pour intervention sur la paroi d'une canalisation de fluide avec module de diminution de la pression
WO2020094978A1 (fr) * 2018-11-06 2020-05-14 Grtgaz Outil pour intervention sur la paroi d'une canalisation de fluide avec module de diminution de la pression

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004083710A1 (de) 2004-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE68928129T2 (de) Verfahren zum verbessern von Rohren
DE3932106C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Einbau eines neuen Rohrs in eine vorhandene, unterirdische Leitung
DE19746510C2 (de) Vorrichtung zum Durchfahren von Rohrleitungen
DE69909266T2 (de) System und verfahren zur innenbeschichtigung von verbindungsstellen oder anderen sprungstellen in gasführenden röhren
DE1933115C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Transportleitungen mit Unterwasseranlagen
DE3612498A1 (de) Selbstfahrendes fahrzeug fuer rohrleitungen
WO2000053969A1 (de) Pipelinereparatur-hilfsvorrichtung
DE19607267C1 (de) Verfahren und Vorrichtungen zum Einbringen von Schläuchen, Kabeln, Seilen und Geräten in Hohlräume, in Ver- und Entsorgungsleitungen, insbesondere in Hochdruck-Gasrohrleitungen, zur Durchführung von Inspektions-, Reinigungs-, Sanierungs-, Wartungs- und Reparaturaufgaben unter Betriebsbedingungen
DE3875653T2 (de) Methode zur reparatur und zum austausch von rohren und aufblasbarer stopfen.
DE10312606B3 (de) Vorrichtung zur Außerbetriebnahme eines Rohrleitungsstücks unter Aufrechterhaltung des Betriebs der Gesamtleitung
DE2053725A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abdich ten einer Leckstelle in Leitungen
EP0243658B1 (de) In eine Rohrleitung einsetzbare Absperrvorrichtung
EP2779336B1 (de) Verlegung von Kabeln oder anderen linienförmigen Nutzlasten
DE202004021658U1 (de) Vorrichtung zum mediendichten Absperren eines Rohrabschnittes und zum Einfahren in ein Nebenrohr
DE102020116222B4 (de) Gasversorgungssystem für einen Gasmotor oder Dual-Fuel-Motor und Verfahren zum Betreiben desselben
DE102017128404B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Inspektion und/oder Sanierung einer unterirdischen Rohrleitung
EP4038304A1 (de) Vorabdichtung vor dem sanieren einer leitung
DE60205472T2 (de) Verbesserte rohrleitungsisoliervorrichtung
EP0300169A1 (de) Rohrdichtkissen mit Durchführung
EP0872680B1 (de) Vorrichtung zur Inspektion und Instandhaltung von Rohren
EP0654629B1 (de) Prüfbare und sanierungsfähige Rohrverbindung
DE19638778B4 (de) Vorrichtung zum Absperren einer fluidführenden Rohrleitung
DE102007051956A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung der Umhüllung einer Rohrleitung während der Verlegung in ein mit Flüssigkeit gefülltes Bohrloch
AT401286B (de) Vorrichtung zum abdichtenden auskleiden von defekten rohrwandungen
DE19632332A1 (de) Verfahren und Vorrichtung für die schrittweise Entfernung von Stäuben und staubförmigen Verschmutzungen aus Rohrleitungen, insbesondere aus Gasrohrleitungen

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of patent without earlier publication of application
8322 Nonbinding interest in granting licences declared
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee