RU20566U1 - Устройство для герметизации трубопроводов - Google Patents

Abstract

Устройство для герметизации трубопроводов, содержащее неподвижный цилиндр, жестко соединенный со стержнем, снабженным резьбой и гайкой, на котором с зазором установлен подвижной цилиндр, снабженный уплотнительными манжетами, а полость между цилиндрами заполнена герметиком, отличающееся тем, что в качестве герметика использована саморасширяющаяся полимерная композиция, а оба цилиндра выполнены сборными и представляют собой подвижные усеченные конусы, жестко прикрепленные большими основаниями к фланцам, а меньшими основаниями вставлены в цилиндрические снаружи и конусные внутри манжеты, при этом задний фланец со стороны меньшего основания усеченного конуса жестко связан с подвижным стержнем, который установлен внутри патрубка, на который установлен с зазором передний фланец, а также одеты и жестко прикреплены упорные фланцы, кроме того, патрубки и стержень, со стороны открытой полости трубопровода, снаружи снабжены резьбами и гайками, при этом через передний фланец проходят патрубки для подачи герметика и сброса воздуха, которые входят внутрь упорного фланца и жестко прикреплены к нему, кроме того, наружная поверхность манжетов снабжена кольцевыми канавками, а длина устройства соизмерима с диаметром трубопровода.

Description

2001 1 06502 М.КЛ. F 16 L 55/10

iiuiiH iimi, .... .1 . fг

II

Э U-f Iji 0 J -B УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ТРУБОПРОВОДА

Полезная модель относится к трубопроводному транспорту нефти, и, в частности, может быть использована для временной герметизации внутренней полости магистральных нефтепроводов большого диаметра при производстве ремонтных, например, сварочных работ.

Известно устройство для герметизации внутренней полости трубопровода (А.с. № 1643852 М.кл. F 16 L 55/10), которое содержит пенополиуретановый тампон и канал для ввода его в трубопровод, при этом тампон выполнен в виде цилиндра, переходящего в усеченный конус. Такое техническое устройство позволяет возникающему перед тампоном в трубопроводе давлению прижимать его к стенке трубопровода и повышать надежность герметизации. Однако, расклинивающий эффект ограничен прочностными характеристиками как самого тампона, так и композиции, что не позволяет использовать устройство при возрастании давления выше предельно допустимого для каждого конкретного случая.

Известно также устройство для герметизации трубопровода по А.с. № 1739159, М.кл. F 16 L 55/10, которое содержит цилиндр (установленный в трубопроводе) с герметиком, приготовленным на основе высокомолекулярного полимера, в котором возникают нормальные напряжения, обеспечивающие расклинивающий эффект. Однако за счет нормальных напряжений не может быть достигнута герметизация при давлении в перекрытом участке трубопровода превышающем 0,02 МПа, что недостаточно для обеспечения безопасности сварочных работ на магистральных нефтепроводах.

Наиболее близким к предполагаемой полезной модели является техническое решение устройства для герметизации трубопровода по патенту № 2105228 М.кл. F 16 L 55/10 (Б.И. № 5 1998 г.). Устройство содержит: цилиндр, жестко соединенный со стержнем, на котором установлен подвижной цилиндр, полость между которыми заполняется герметиком (гелем на основе высокомолекулярного полимера), стержень снабжен резьбой, на которую навернута гайка, а цилиндры снабжены уплотнительными манжетами. Однако, уплотнительные манжеты такого устройства, установленные на магистральных нефтепроводах, выполненных из шовных труб (к тому же имеющих эллипсность), не позволяет обеспечить давление в перекрытом нефтепроводе больше 0,06 МПа, что в свою очередь, не позволяет предотвратить утечки и обеспечить безопасность сварочных работ.

Для решения задачи обеспечения высокой степени надежности герметизации магистральных нефтепроводов и обеспечения высокой степени надежности герметизации магистральных нефтепроводов и обеспечения полной безопасности сварочных работ при возникновении любого (реальновозможного) давления в отключенном участке нефтепровода, в известном

устройстве, содержащем цилиндр, жестко соединенный со стержнем, на котором с зазором установлен подвижной цилиндр, снабженный уплотнительными манжетами, а полость между цилиндрами заполнена герметиком, дополнительно в качестве герметика использована саморасширяющаяся полимерная композиция, а оба цилиндра выполнены сборными и представляют собой подвижные усеченные конусы, жестко прикрепленные большими основаниями к фланцам, а маньшими основаниями вставлены в цилиндрические снаружи и конусные внутри манжеты, при этом задний фланец со стороны меньшего основания усеченного конуса жестко связан с подвижным стержнем, который установлен внутри патрубка, на который установлен с зазором передний фланец, а также одеты и жестко прикреплены упорные фланцы, кроме того патрубок и стержень, со стороны открытой полости трубопровода снаружи снабжены резьбами и гайками, при этом, через передний фланец проходят патрубки для подачи герметика и сброса воздуха, которые входят внутрь упорного фланца и жестко прикреплены к нему, кроме того, наружная поверхность манжетов снабжена кольцевыми канавками, а длина полезной модели соизмерима с диаметром трубопровода.

Схема полезной модели приведена на фиг.

Полезная модель, помещенная в трубопровод 1, содержит передний 2 и задний конус 3, на которые одеты манжеты 4, 5 и к которым прикреплены фланцы 6, 7, причем передний фланец установлен с зазором на патрубке 8, а

задний жестко прикреплен к нему же, кроме того, внутрь патрубка вставлен стержень 9, и снаружи жестко прикреплены упорные фланцы передний 10 и задний 11. На стержень и патрубок соответственно навинчены гайки 12 и 13. При этом через передние подвижный и упорный фланцы проходят патрубки для подачи геля 14 и сброса воздуха 15, которые жестко прикреплены к упорному фланцу. При этом наружная поверхность манжетов снабжена кольцевыми канавками 16.

Полезная модель работает следующим образом. Со стороны свободного конца трубопровода 1 полезная модель вставляется в собранном виде. При этом конусы 2 и 3 вставлены соответственно в манжеты 4 и 5 . При этом манжеты не разжаты и установлены в трубопровод 1 с некоторым зазором, что соответствует положению, когда гайки 12 и 13 навернуты на стержень 9 и патрубок 8, но не поджаты. Затем в любой последовательности гайки 12 и 13 поджимаются и заставляют перемещаться конусы 2 и 3, пока разжимаемые ими манжеты 4 и 5 не коснутся наружными поверхностями внутренней поверхности трубопровода 1 и не подожмутся к упорным фланцам 10 и 11, а затем при помощи кольцевых канавок 16 дополнительно не прижмутся за счет вакуумного эффекта. Затем через патрубок 14 в полость, образованную поверхностью патрубка 8 и и фланцами 10, И, с прижатыми к ним манжетами 4, 5 подается заранее приготовленный герметик в жидком виде. Воздух при этом выходит через патрубок 15. Затем патрубки 14, 15 для подачи герметика и сброса воздуха глушатся. После этого герметик, представляющий собой саморасширяющуюся полимерную композицию в течение заданного времени (1,5 - 2 часа) застудневает и одновременно саморасширяется, за счет выделения инертного газа. При этом герметиком создается заданное давление, которое можно оценить с помощью манометра, подключенного к патрубку для сброса воздуха.

На экспериментальном участке трубопровода мм была испытана полезная модель, выполненная следующим образом. Общая длина модели 150 мм. Усеченные конусы были выполнены из листовой стали, толщиной 2,5 мм с углом конусности 26°. Диаметр большего основания 100 мм, диаметр меньшего - 70 мм, высота 40 мм. На наружной поверхности манжетов сделаны по две кольцевые канавки, 8x8. Конусы были приварены к фланцам диам 106 мм, на конусы были одеты резиновые манжеты, цилиндрические снаружи, диаметром 140 мм, с отверстиями в виде усеченного конуса с диаметром большего основания 70 мм, меньшего - 50 мм, высотой 25 мм. К фланцу заднего конуса со стороны меньшего основания усеченного конуса был приварен стержень диаметром 20 мм с резьбой на конце. Этот стержень был вставлен в патрубок с внутренним диаметром 24 мм и толщиной стенки 5 мм с резьбой на конце, при этом на патрубок были приварены упорные фланцы диаметром 105 мм. Кроме того, в передний фланец были вставлены патрубки для подачи герметика диам 10 мм и сброса воздуха

0(Ш51

- 5диам 6 мм. На стержень и патрубок были навинчены соответствующие гайки. Модель была вставлена в трубопровод, после чего с помощью гаек были разжаты оба манжета. После этого, была приготовлена саморасщиряющаяся полимерная композиция. Которая с помощью лабораторного насоса была перекачена в полость между упорными фланцами. Затем патрубок для подачи геля был заглущен, а к патрубку для сброса воздуха присоединен манометр. Через два часа герметик создал давление 0,36 Мпа, и легко выдержал сдвиговое давление 0,32 Мпа, созданное с помощью лабораторного насоса в полости герметизируемого участка трубопровода.

Аналогичный опыт проводился с устройством прототипом. Устройство прототип выдержало сдвиговое давление 0,07 Мпа.

Лабораторные исследования показали, что саморасщиряющийся гель может быть применен для герметизации трубопровода при любом возникающем давлении в отключенном участке на эллипсных и щовных трубопроводах.

Таким образом, исследования показали, что новое техническое решение обладает, по сравнению с прототипом, следующими преимуществами:

за счет применения разжимаемых резиновых манжетов обеспечивается резкое увеличение расклинивающего эффекта герметизации;

использование саморасщиряющегося герметика позволяет создать в полости полезной модели практически любое давление и, что особенно важ1Ы)-{ШЯ)1 - 6

но перед проведением сварочных и ремонтных работ, проконтролировать сдвиговое давление с помощью манометра и убедиться, что при создании данного давления в отключенном трубопроводе утечек нефти и газа через полезную модель не произойдет;

давление, создаваемое в полости модели за счет разжимаемых манжетов и саморасширяющегося герметика позволяет (по сравнению с прототипом) резко (в два и более раз) уменьшить длину модели и обеспечить легкость ее прохождения по магистральному трубопроводу после окончания сварочных ремонтных работ.

Таким образом, исследования показали, что новое техническое решение обладает по сравнению с известными устройствами, следуюпдими преимуш;ествами:

резкое увеличение расклиниваюш;его эффекта и, следовательно, сдвигового давления, способного обеспечить максимально возможную безопасность при проведении сварочных работ;

резкое уменьшение длины устройства и экономия дорогостояш;его герметика;

использование модели для герметизации неочищенных от отложений трубопроводов.

С учетом отмеченных преимуществ:

Ш1М

- 1полезная модель может быть с высокой степенью надежности и безопасности использована для герметизации шовных и эллипсных магистральных нефтепроводов при производстве сварочных работ;

полезная модель может быть также использована для перекрытия действующего трубопровода.

Следует подчеркнуть, что величина сдвигового давления полезной модели характеризуется суммарным герметизирующим эффектом саморасщиряющейся полимерной композиции и, прижимаемых к внутренней стенке трубопровода, разжимаемых манжетов.

Claims (1)

1. Устройство для герметизации трубопроводов, содержащее неподвижный цилиндр, жестко соединенный со стержнем, снабженным резьбой и гайкой, на котором с зазором установлен подвижной цилиндр, снабженный уплотнительными манжетами, а полость между цилиндрами заполнена герметиком, отличающееся тем, что в качестве герметика использована саморасширяющаяся полимерная композиция, а оба цилиндра выполнены сборными и представляют собой подвижные усеченные конусы, жестко прикрепленные большими основаниями к фланцам, а меньшими основаниями вставлены в цилиндрические снаружи и конусные внутри манжеты, при этом задний фланец со стороны меньшего основания усеченного конуса жестко связан с подвижным стержнем, который установлен внутри патрубка, на который установлен с зазором передний фланец, а также одеты и жестко прикреплены упорные фланцы, кроме того, патрубки и стержень, со стороны открытой полости трубопровода, снаружи снабжены резьбами и гайками, при этом через передний фланец проходят патрубки для подачи герметика и сброса воздуха, которые входят внутрь упорного фланца и жестко прикреплены к нему, кроме того, наружная поверхность манжетов снабжена кольцевыми канавками, а длина устройства соизмерима с диаметром трубопровода.