DE2336354A1

DE2336354A1 - Molch-umsetzstation fuer pipelines

Info

Publication number: DE2336354A1
Application number: DE19732336354
Authority: DE
Inventors: Douglas John Platts
Original assignee: General Descaling Co Ltd
Current assignee: General Descaling Co Ltd
Priority date: 1972-07-17
Filing date: 1973-07-17
Publication date: 1974-02-07
Also published as: CA991813A; FR2193169A1; FR2193169B3; GB1388426A; IT989915B

Description

DR. MULLER-BORe DIPL.-PHYS. DR. MANITZ dipl.-CKEM. dr. DEUFEL DlPL-ING. FINSTERWALD dipl.-ing. GRÄMKOW

München, den J7 jyu 1373

Hl/Sv - G 2346

GENERAJj DESGALING GOMPAIiY LIMITED Worksop, Nottinghamshire, England

Molch-Umsetζstation für Pipelines

Die Erfindung betrifft eine Molch-Umsetzstation für Pipelines.

Eine solche Vorrichtung umfaßt Start- und/oder Empfangsschleusen für das Einsetzen und Entfernen von Molchen oder anderen Pipeline-Verschiebeeinrichtungen, wie beispielsweise "Kugeln, in ein Längenstück einer Pipeline bzw. aus diesem zusammen mit einer zugeordneten Einrichtung für die Handhabung bzw. Betätigung von Molchen oder Kugeln und jeglichen Körben, die benutzt werden können, um das Entfernen der Molche oder Kugeln aus den Schleusen oder das Anordnen von Molchen oder Kugeln in den Schleusen zu erleichtern. Die Benutzung solcher Körbe ist oftmals von Vorteil oder notwendig, insbesondere bei groß bzw. breit bemessenen Pipelines. Die

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Körbe umfassen eine perforierte rohrförmige Auskleidung für ihre zugeordnete Schleuse, wobei der Innendurchmesser des Korbes der gleiche wie der der Pipeline ist, der diese Schleuse zugeordnet ist. Der Korb besteht aus zwei oder mehr Teilen, um es zu ermöglichen, einen in diesem angeordneten Molch oder eine Kugel auf den Durchmesser der Pipeline zu komprimieren, mit der die zugeordnete Schleuse verbunden ist, während die perforierte Beschaffenheit des Korbes die Strömung des Fluides um den Molch oder die Kugel in einer Art und Weise gestattet, die durch das Muster der Perforationen in dem Korb gesteuert ist, so daß eine Steuerung des Startens oder Empf angens des Molches oder der Kugel möglich ist. Die Konstruktion solcher Körbe ist bekannt und wird nicht mehr im einzelnen beschrieben. Wenn solche Körbe (baskets) benutzt werden, ist eine besondere Einrichtung erforderlich, die den Korb aus dessen zugeordneten Schleuse (trap) herauszieht, damit er mit einem Molch oder einer Kugel beladen und der Molch oder die Kugel darin komprimiert werden kann, oder damit er für das Entfernen eines Molches oder eins? Kugel geöffnet werden kann.

Bei einer langen Pipeline sind Relais-Pumpstationen in Abständen entlang deren Länge angeordnet, die eine Molch-Umsetzvorrichtung (pigging apparatus) umfassen. Bei einer solchen, eine Molch-Umsetzvorrichtung umfassenden Zwischenstation sind sowohl ein Empfangsrohr bzw. eine Empfangsschleuse als auch eine Startschleuse erforderlich.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer vereinfachten Molch-Umsetzstation für solche Anwendungsfälle bei Benutzung von Körben enthaltenden Schleusen.

Erfindungsgemäß sind bei einer Molch-Umsetzstation für Pipelines für eine Anordnung zwischen den Enden einer Pipeline mit einer Molch-Empfangsschleuse und einer Molch-

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Startschleuse, "von denen jede eine rohrförmig« Kammer, die einen durch ein srstes Ende der Kammer herausziehbaren Korb enthält, und einen entfernbaren Verschluß für das erste Ende der Kammer aufweist, einer Einrichtung, die die Körbe herauszieht, und einer Einrichtung, die außerhalb der Schleuse Molche aus den Korben entfernt bzw. in den Körben anordnet, vorgesehen, daß die Schleusen mit ihren Längsachsen in wesentlicher IPluchtung und mit ihren erstes. Enden zueinander gerichtet angeordnet sind, daß eine gemeinsame Korb-Abfertigungsstation mit einer Einrichtung zum Öffnen und Schließen der Körbe zwischen den Schleusen gelegen ist und daß eine gemeinsame Zugeinrichtung entlang einer zu den längsachsen der Schleusen im wesentlichen parallele:'' Achse beweglich ist, die ein Zuggetrie'os umfaßt, das wechselweise mit dem einen oder dem anderen dsr- Körbe in Eingriff bringbar ist und die letzteren zwischen deren zugeordneten Schleuse und der Korb-Abfertigungsstation bewegt.

Die Vorteile dieser Anordnung bestehen darin, daß nur eine einzige Korb-Betätigungsgetriebe-Gruppe erforderlich ist, um die Körbe sowohl von der Empfangs schleuse als auch von der Startschleuse zu handhaben bzw. zu betätigen, daß eine einzige Zugeinrichtung benutzt wird, um beide Körbe zu betätigen, und daß die einzige Steuergetriebe-Gruppe für beide Schleusen benutzbar ist. Darüberliinaus ist die "Verkettung der Tätigkeit der zwei Schleusen wesentlich erleichtert. Es wurde gefunden_s daß die erfindungsgeaäße Vorrichtung nicht mir ökonomisch bezüglich des für sie erforderlichen Bodenbereieiies ist, sondern auch eine beachtliche Flexibilität "bei der Inordnung und der Verbindung der zusätzlichen Ausrüstung raid des? Rohrleitungen ermöglicht.

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entweder getrennte, bevorzugt geschützte (gauntletted) Gruppen von Schienen zur Führung der zwei Körbe in die Korb-Abfertigungsstation vorgesehen werden, wobei jede Schienengruppe mit den Korb-Führungsschienen in den Schleusen selbst genau ausgerichtet bzw. gefluchtet wird. Alternativ kann die Korb-Abfertigungsstation eine Plattform mit einem einzigen Schienenpaar umfassen, auf welchem die Körbe gezogen werden, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, die die Plattform genau in Fluchtung mit der einen oder der anderen der Schleusen für eine Aufnahme eines Korbes von dieser oder eine Rückführung eines Korbes zu dieser bewegt.

Bei Anlagen dieser Beschaffenheit ist es oftmals nicht möglich, die Empfangsschleuse und die Startschleuse von Bewegungen voll-' ständig zu trennen, die aufgrund einer Expansion oder Kontraktion der zugeordneten Pipeline hervorgerufen werden; zur Überwindung dieser Probleme umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt einen gemeinsamen Basisrahmen, auf dem drei starre Unterrahmen angeordnet sind, die das erste Ende der Startschleuse und dessen zugeordneten Verschluß,das erste Ende der Empfangsschleuse und dessen zugeordneten Verschluß bzw. die Korb-Handhabungsstation bzw. -Abfertigungsstation tragen. Dadurch wird gewährleistet, daß eine Fehlausrichtung der Schleusenverschlüsse nicht aus einer Bewegung der Schleusen relativ zu dem Basisrahmen folgen kann.

Bevorzugt umfaßt die Zugeinrichtung ebenfalls einen Schlitten, der entlang Schienen verfahrbar ist, die sich unter der Korb-Abfertigungsstation und parallel zu den Achsen der Schleusen erstrecken; der Schlitten umfaßt vorteilhafterweise ein Zuggetriebe mit einer Anordnung, die für eine Bewegung um eine Achse quer zu den Längsachsen der Schleusen schwenkbar ist, so daß eine langgestreckte Zugstange zu der einen oder der anderen Schleuse ausrichtbar ist, ebenso wie ein Bewegungsgetriebe für den Schlitten.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise "beschrieben; in dieser zeigt:

Pig. 1 einen Seitenriß einer Molch-Umsetzstation für Pipelines, Fig. 2 eine Draufsicht derselben Station,

Fig. 3 eine teilweise Draufsicht der Molch-Umsetzstation, in der ein beladener Korb in die Startschleuse bewegt dargestellt ist,

S¹Xg. 4 eine Querschnittsansicht entlang Linie IV-IV in Fig. J,

Fig. 5 eine Ansicht im vergrößerten Maßstab der Zugeinrichtung und

Fig. 6 eine Einrichtung, die zum Ausrichten der Zugeinrichtung gemäß der Richtung, in welcher ein Korb bewegt werden soll, verwendet wird.

Wach den Fig. 1 und 2 umfaßt die Vorrichtung ein Empfangsrohr 2 und ein Startrohr 4, die mit ihren Längsachsen im wesentlichen in Fluchtung ausgerichtet sind, und eine gemeinsame Korb-Handhabungsstation (basket handling station) 6, die zwischen den zueinander gerichteten Enden der Rohre 2 und 4- gelegen ist. Die zueinander gerichteten Enden des Empfangsrohres und des Startrohres sind mit Verschlüssen 8 bzw. 10 vorgesehen, die zwischen Stellungen, in denen sie die Enden ihrer zugeordneten Rohre verschließen, und Stellungen, in denen sie frei von diesen Enden sind, bewegt werden können. Die Verschlüsse, die bevorzugt Ringschloss-Verschlüsse gemäß der GB-PS 1 050 920 sind, werden nach ihrer Entriegelung von ihrer Verschlußstellung in zwei Stufen entfernt, wobei sie zuerst von dem Rohr mittels Winden bzw. Druckkolbeneinrichtungen 12 axial weggezogen werden, die auf Schlitten 14 angebracht sind, die die Verschlüsse tragen, und dann in Querrichtung mittels Winden bzw. Druckkolbeneinrichtungen 16 weggezogen, die die Schlitten in Querrichtung verschieben, wie es in Fig. 2 in dem Fall des Verschlusses 8 dargestellt ist. Das innere Ende des Empfangörohres wird zu-

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a amp en mit dem den Verschluß 8 tragenden Schlitten 14 auf einem gemeinsamen Unterrahmen 18 getragen, ebenso wie das innere Ende des Startrohres 8 zusammen mit dem dessen Verschluß 10 tragenden Schlitten 14 von einem Unterrahmen 18 getragen wird. Diese beiden Unterrahmen 18 sind zusammen mit einem Unterrahmen 20, der die Korb-Handhabungsstation 6 trägt, auf einem gemeinsamen Basisrahmen 22 angebracht. Da es nicht immer möglich ist, diese Rohre bzw. Schleusen von Bewegungen zu trennen, die aus derExpansion und Kontraktion von zugeordneten Abschnitten einer Pipeline resultieren» an denen diese angebracht sind, stellt die beschriebene Anordnung sicher, daß jegliche, den inneren Enden der Schleusen erteilte Bewegung gleichmäßig dem zugeordneten Verschluß erteilt wird, wodurch jegliche Probleme vermieden werden, die aufgrund einer !fehlausrichtung eines Verschlusses und der diesen zugeordneten Schleuse gegeben sein können.

Bei einer typischen Anlage kann die Empfangsschleuse eine Kapazität für den Empfang von zwei Molchen nacheinander aufweisen, während die Start schleuse nur die Kapazität für einen

dessen

Molch aufweist; die Folge/ist die Empfangsschleuse 2 mit einem Korb 24 ausgerüstet, der genügend lang für die Aufnahme von zwei Molchen ist, während die St art schleuse mit -""'einem Korb 26, siehe S¹Xg. 3 und 4, ausgerüstet ist, dessen Länge nur für die Aufnahme eines einzigen Molches genügt. In 5¹Xg.2 ist der Korb 24 für die Empfangsschleuse in der Korb-Handhabungsstation 6 dargestellt, die eine Sockelplatte 28 und drei mit Abstand angeordnete Paare von Korb-Steuerarmen 30 umfaßt. Die Körbe 24 und 26 sind jeweils in drei Segmenten aufgebaut, wie es am besten in ffig. 4 dargestellt ist, wobei die zwei Seitensegmente 32 entlang einer zentralen Trennlinie für eine Bewegung um Scharniere trennbar sind, die sie mit einem Bodensegment 34- verbinden, das auf Schienen 36, die sich in den Schleusen in Längsrichtung erstrecken (siehe i'ig.4) oder auf Schienen 40 getragen wird, die durch die Sockelplatte

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getragen werden und mit denen in den Schleusen fluchten. Die Korb-Steuerarme 30, die hydraulisch betätigter sind, sind mit den angelenkten Seitensegmenten 32 eines Korbes, der in der Korb-Handhabungsstation "bzw. -Abf ertigungs station gelegen ist, in Eingriff bringbar ist, um entweder diese Abschnitte in Querrichtung wegzuziehen, so daß ein Molch 38 oder eine Kugel durch einen Hydraulikkran 42, der einen Teil der Anlage bildet und auf der Sockelplatte 28 angebracht ist, aus dem Korb herausgehoben oder in· dem Korb angeordnet werden kann, oder um die angelenkten Abschnitte des Startkorbes zusammen um einen Molch 38 oder eine Kugel zu drücken, um diesen bzw. diese auf die Abmessung der Pipeline vor dem Einsetzen des Startkorbes in die Startschleuse 4- zusammenzudrücken. Wenn sich der Startkorb in der Korb-Abfertigungsstation befindet, greifen an diesem nur zwei von den drei Gruppen von Armen 30 an. Die Segmente 32 der Körbe sind normalerweise durch Riegel 33 miteinander verriegelt.

Um die Körbe zwischen den Schleusen 2 und 4 und der Korb-Abfertigungsstation 6 zu bewegen, ist eine Zugeinheit 50 vorgesehen, die einen Schlitten umfaßt, der für eine Bewegung entlang Schienen 52 mittels Schuhen bzw. Kufen 54 geführt ist. Die Schienen 52 sind im wesentlichen parallel zu den Schienen 4-0 angeordnet, die ihrerseits im wesentlichen parallel zu den Längsachsen der Schleusen liegen, !fach Fig. umfaßt die Zugeinheit eine Zugvorrichtung bzw. ein Zuggetriebe in der Form einer Zugstangenanordnung 56j cLie für eine Bewegung um eine Achse schwenkbar angelenkt ist, die sich quer zu den Schienen erstreckt·, die Zugstsngenanordnung umfaßt zwei Zugstangen 58 und 60, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind und von denen jede einen Zughaken 62 aufweist. Die Zugstangen sind genügend lang, daß, wenn die Zugeinheit 50 zu dem einen oder dem anderen üade der Schienen 52 bewegt wird, die eine oder die andere der Zugstangen so lang ist, daß sie in das offene Ende einer Schleuse reicht und deren Zughaken

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über einen Stift bzw. Bolzen 64- fällt, der integral mit den dieser Schleuse zugeordneten Körben ausgebildet ist. Die Zugs -tangenanordnung 56 kann um 90° mittels eines Hebelarmes 66 gedreht werden, der an einer Welle 68 angebracht ist, an welcher die Zugstangenanordnung befestigt ist, so daß sich entweder die Zugstange 58 zu der Schleuse 2 oder die Zugstange 60 zu der Schleuse 4- erstreckt, während die unbenutzbe Zugstange sich in jedem Falle in vertikaler Richtung erstreckt. Die Zugeinheit umfaßt eine Zugmutter 70» die mit einer Antriebsschraube bzw. Antriebsschnecke 72 in Eingriff steht, die sich zwischen den parallelen Schienen 52 erstreckt. Die Antriebsschnecke wird mittels eines Hydraulikmotors gedreht, so daß die Zugeinheit entlang den Schienen 52 verfahren und jeder Korb bei Benutzung der geeigneten Zugstange 58 oder 60 in seine zugeordnete Schleuse oder aus dieser heraus bewegt werden kann.

Um. die im Betrieb befindliche Zugstange (d.h. die in einer horizontalen Stellung befindliche Zugstange) zu wählen, ist eine in Fig. 6 dargestellte Wähleinrichtung an jedem Ende der Schleusen 52 vorgesehen. Die Wähleinrichtung umfaßt eine doppelt wirkende hydraulische Druckkolbeneinrichtung 74-> die auf der Sockelplatte 28 mittels eines Schwenkzapfens 76 angebracht und an dem Ende ihrer Kolbenstange mit einer Rolle 78 vorgesehen ist, die für eine Bewegung geführt ist, wenn die Druckkolbeneinrichtung mittels einer Nockenlaufbahn 80 ausgedehnt wird, die so profiliert ist, daß da? Hebelarm 66 normalerweise über diese ohne Kontakt verläuft, wann immer die eine oder die andere der Zugstange sich in ihrer Betriebsstellung befindet. Die Wahleinrichtung ist jedoch so ausgelegt, daß, wenn die Zugeinheit sich an dem Ende ihrer Bewegungsstrecke befindet, der Hebelarm 66, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, durch einen Bogen bewegt werden kann, der gerade eine in entsprechender Weise gekrümmte Oberfläche auf dem Nocken freigibt, und so daß, wenn die Rolle 78 durch die Druckkolbeneinrichtung bewegt wird, mit einer Gabel 82 in dem Ende des Hebelarmes 66 in Ein-

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griff tritt und diesen durch 90° in der einen oder der anderen Richtung in Abhängigkeit von der Richtung der Betätigung der Druckkalbeneinrichtung dreht. Diese Bewegung des Hebelarmes resultiert in einem Umwechseln der relativen Stellungen der Zugstangen, so daß eine erforderliche Zugstange in deren Betriebsstellung gebracht wird.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist eine einzige Gruppe von Schienen 40 auf der Sockelplatte 28 für beide Körbe vorgesehen. In manchen Fällen erweist es sich nicht als möglich, eine genügend genaue Ausrichtung zwischen den Längsachsen der Schleusen zu erhalten und in diesem Fall können zwei unabhängige Gruppen von Schienen 40, eine für jeden Korb vorgesehen werden. Vorteilhafterweise sind solche unabhängigen Gruppen von Schienen mit Überschuhen versehen (gauntletted). Alternativ kann eine einzige Gruppe von Schienen 40 und eine Einrichtung zwischen der Sockelplatte 28 und dem Unterrahmen 20 vorgesehen sein, die die Schienen 40 auf der Scxkelplatte 28 in Flüchtling mit den Schienen in der Schleuse bringen kann, deren Korb abgefertigt werden soll.

Bei der bevorzugten Ausführungsform wird jegliche Antriebskraft hydraulisch erzeugt, wobei der Kompressor für das hydraulische Fluid durch einen Motor betätigt wird, der durch das Fluid von der Pipeline angetrieben wird, so daß die Station unabhängig von äußeren Energieversorgungen gemacht ist. Die hydraulischen Funktionen werden von einer Konsole 84 aus gesteuert, wobei der Motor und das hydraulische Getriebe unter der Sockelplatte 28 untergebracht sind.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

. j Molch-Umsetzstation für Pipelines, die zwischen den Enden einer Pipeline einsetzbar ist, mit einer Molch-Empfangsschleuse und einer Molch-Start schleuse, von denen jede eine rohrförmige Kammer, die einen durch ein erstes Ende der Kammer herausziehbaren Korb enthält, und einen entfernbaren Verschluß für das erste Ende der Kammer aufweist, einer Einrichtung zum Herausziehen der Körbe und einer Einrichtung, die außerhalb der Schleuse Molche aus den Körben herausnimmt oder in diesen anordnet, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleusen (2, 4) mit ihren Längsachsen 'in wesentlicher IFluchtung und mit ihren ersten Enden zueinander gerichtet angeordnet sind, daß eine gemeinsame Korb-Abfertigungsstation mit einer Einrichtung zum öffnen und Schließen der Körbe (24, 26) zwischen den Schleusen angeordnet ist und daß eine gemeinsame Zugeinrichtung (50) entlang einer zu den Längsachsen der Schleusen im wesentlichen parallelen Achse beweglich ist und ein Zuggetriebe (56) umfaßt, das abwechselnd mit dem einen oder dem anderen der Körbe in Eingriff bringbar ist und die letzteren zwischen deren zugeordneten Schleusen und der Korb-Abfertigungsstation bewegt.
2. Molch-Umsetzstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß getrennte Gruppen von Schienen (40) vorgesehen sind, die jeden der zwei Körbe (24, 26) in die Korb-Abfertigungsstation führen, und daß jede Gruppe von Schienen mit Korb-Kihrungsschienen (36) innerhalb der Schleusen (2, 4) genau gefluchtet ist.
3. Molch-Umsetzstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korb-Abfertigungsstation eine Plattform (28) mit einem einzigen Paar von Schienen (40)

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umfaßt, auf welchen die Körbe (24, 26) aus den Schleusen gezogen werden, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die die Schienen auf der Plattform mit Schienen (36) in der einen oder der anderen der Schleusen (2, 4) genau in Pluchtung "bewegt für den· Empfang einea Korbes von dieser oder eine Bückführung eines Korbes zu dieser.
4. Molch-Umsetzstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz ei chnet, daß ein gemeinsamer Basisrahmen (22) vorgesehen ist, auf dem drei starre Unterrahmen (18, 20) angeordnet sind, die das erste Side der Startechleuse (4) und dessen zugeordneten Verschluß (10), das erste Ende der Empfangsschleuse (2) und deren zugeordneten Verschluß (8) bzw. die Korb-Abfertigungsstation (6) tragen.
5. Molch-Umsetzstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz. ei chnet, daß die Zugeinrichtung (50) einen Schlitten unfeßt, der entlang Schienen (52) verfahrbar ist, die sich unterhalb der Korb-Abfertigungsstation (6) und parallel zu den Achsen der Schleusen (2, 4) erstrecken, und daß der Schlitten ein Zuggetriebe mit einer Anordnung (56), die für eine Bewegung um eine Achse quer zu den Längsachsen der Schleusen schwenkbar angebracht ist, so daß eine langgestrecke Zugstange (58, 60) zu der einen oder der anderen der Schleusen ausrichtbar ist, zusammen mit einem Bewegungsgetriebe (70, 72) für den Schlitten umfaßt.
6. Molch-Umsetzstation nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigungs-Druckkolbeneinrichtung (74) durch eine Uockenlaufbahn (80) in Eingriff mit einem Hebelarm (66) führbar ist, der mit der Zuggetriebeanordnung (56) fest verbunden ist, so daß die letztere um ihre Querachse geschwenkt wird.

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