RU2076262C1

RU2076262C1 - Method of sealing-up pipe lines

Info

Publication number: RU2076262C1
Application number: RU93033385A
Authority: RU
Inventors: Г.В. Несын; Н.М. Полякова; Н.В. Сотникова
Original assignee: Сологуб Анатолий Петрович
Priority date: 1993-06-28
Filing date: 1993-06-28
Publication date: 1997-03-27

Abstract

FIELD: sealing technology. SUBSTANCE: method consists in supply of sealing polymer material - mixture of isotactic polymethyl methacrylate and syndiotactic polymethyl methacrylate or stactic polymethyl methacrylate in polar solvents at specified relationship of components into flow of medium being handled. Toluene and/or dimenthyl formamide and/or acetone may be used as polar solvent. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl

Description

Изобретение относится к технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов и может быть использовано при проведении ремонтно-профилактических работ на трубопроводах. The invention relates to the technology of pipeline transport of oil and oil products and can be used when carrying out repair and maintenance work on pipelines.

В настоящее время большое внимание уделяется созданию новых технологий временного перекрытия сечения магистральных нефтепроводов и нефтепродуктов для производства аварийно-восстановительных работ без их опорожнения, поскольку опорожнение трубопровода требует значительных затрат времени. Currently, much attention is paid to the creation of new technologies for temporary overlapping of the cross section of main oil pipelines and oil products for emergency recovery work without emptying them, since emptying the pipeline requires a significant investment of time.

Время простоя трубопровода можно существенно сократить, а наносимый при авариях экологический ущерб значительно уменьшить, применяя полимерные композиции в качестве материалов для перекрытия сечения трубопровода. The pipeline downtime can be significantly reduced, and the environmental damage caused by accidents can be significantly reduced by using polymer compositions as materials to shut off the pipeline section.

Известен способ герметизации внутренней полости трубопровода с помощью герметизирующего устройства, в которое дополнительно вводят композицию пенополиуретана (авт.св. СССР N 1643852, F 16 L 55/10). A known method of sealing the internal cavity of the pipeline using a sealing device, which additionally enter the composition of the polyurethane foam (ed. St. USSR N 1643852, F 16 L 55/10).

Недостатком способа является тепло- и газовыделение в процессе формирования тампона, а также необходимость удаления участка трубопровода для введения герметизирующего устройства, что ведет к простою трубопровода и потере перекачиваемого продукта. The disadvantage of this method is the heat and gas during the formation of the tampon, as well as the need to remove a portion of the pipeline for the introduction of a sealing device, which leads to downtime of the pipeline and loss of pumped product.

Известен также способ герметизации нефтепровода путем ввода в него поочередно порциями водного раствора товарного поли акриламида, глины и сшивателя (авт.св. СССР N 979784, F 16 L 55/16). There is also a method of sealing an oil pipeline by introducing into it alternately portions of an aqueous solution of salable polyacrylamide, clay and a crosslinker (ed. St. USSR N 979784, F 16 L 55/16).

Недостатком способа является использование воды в качестве растворителя полимерного материала, что при минусовых температурахтребует подогрева большого объема полимерной композиции до 50 80^oС для перевода раствора полиакриламида в студнеобразное состояние. Кроме того, с течением времени наблюдается синерезис, что сказывается на герметичности перекрытия сечения трубопровода.The disadvantage of this method is the use of water as a solvent for the polymeric material, which at sub-zero temperatures requires heating a large volume of the polymer composition to 50–80 ^° C in order to convert the polyacrylamide solution to a gelatinous state. In addition, over time, there is a syneresis, which affects the tightness of the overlapping section of the pipeline.

Наиболее близким техническим решением является способ герметизации трубопровода путем ввода в него под давлением смеси изопренового каучука и порофора при 190 200^oС в течение 80 мин. Эластичный пенопластовый тампон, сечением 15 см и длиной 75 см выдерживает давление газом 0,2 кгс/см² (авт.св. СССР N 1702067, F 16 L 55/16).The closest technical solution is a method of sealing the pipeline by introducing into it under pressure a mixture of isoprene rubber and porophore at 190,200 ^o C for 80 minutes An elastic foam swab with a cross section of 15 cm and a length of 75 cm can withstand gas pressure of 0.2 kgf / cm ² (ed. St. USSR N 1702067, F 16 L 55/16).

Недостатками известного способа являются большая продолжительность процесса заполнения полости трубопровода, высокая температура образования эластичного тампона и низкое выдерживаемое им давление. The disadvantages of this method are the long duration of the process of filling the cavity of the pipeline, the high temperature of the formation of an elastic tampon and the low pressure it can withstand.

В основу изобретения положена задача создать способ герметизации трубопровода, повысить надежность перекрытия сечения, а также упростить способ герметизации за счет получения полимерного тампона без дополнительного подвода тепла. The basis of the invention is to create a method of sealing the pipeline, to increase the reliability of the overlap of the cross section, as well as to simplify the method of sealing by obtaining a polymer swab without additional heat supply.

Задача решается тем, что в качестве закупоривающего материала используют смесь изотактического полиметилметакрилата (ИПММА) и синдиотактического полиметилметакрилата (СПММА) или атактического полиметилметакрилата (АПССА) в полярном растворителе при следующем соотношении компонентов (мас.): ИПММА 1,5 2,1, СПММА или АПММА 2,9 3,6, растворитель остальные. The problem is solved in that a mixture of isotactic polymethylmethacrylate (IPMMA) and syndiotactic polymethylmethacrylate (SPMMA) or atactic polymethylmethacrylate (APSSA) in a polar solvent is used as a plugging material in the following ratio (wt.): IPMMA 1.5 2.1, SPMMA or APMMA 2.9 3.6, solvent rest.

Благодаря предлагаемому способу обеспечивается получение герметичной полимерной композиции в течение 1 1,5 мин при температуре окружающей среды, выдерживающей избыточное давление 0,4 0,8 кгс/см².Thanks to the proposed method, it is possible to obtain a sealed polymer composition for 1 1.5 min at an ambient temperature withstanding an overpressure of 0.4 0.8 kgf / cm ² .

Согласно заявляемому способу композиция содержит ИПММА в количестве 1,5-2,1 мас. и СПММА (или АПММА) в количестве 2,9 3,6 мас. при концентрации исходных растворов 0,04 0,05 г/см³.According to the claimed method, the composition contains IPMMA in an amount of 1.5-2.1 wt. and SPMMA (or APMMA) in an amount of 2.9 to 3.6 wt. at a concentration of stock solutions of 0.04 0.05 g / cm ³ .

В качестве органического растворителя композиция содержит полярные углеводороды, например, толуол и/или диметилформамид, и/или ацетон, так как в указанных растворителях застудневание системы происходит срезу же после смешения растворов. As an organic solvent, the composition contains polar hydrocarbons, for example, toluene and / or dimethylformamide, and / or acetone, since in these solvents the gelation of the system occurs immediately after mixing the solutions.

Стереокомплексообразование между указанными компонентами происходит в широком интервале температур, что обеспечивает герметизацию трубопровода в любое время года без дополнительного подвода тепла. Stereocomplex formation between these components occurs in a wide temperature range, which ensures the sealing of the pipeline at any time of the year without additional heat supply.

Выбор концентрации исходных растворов полиметилметакрилатов разных стереоформ обусловлен тем, что при концентрации полимера в растворе менее 0,04 г/см³ образуется недостаточно прочный студень, а при концентрации более 0,05 г/см³ исходные растворы полимеров имеют большую вязкость, что затрудняет их перемешивание.The choice of the concentration of the initial solutions of polymethylmethacrylates of different stereo forms is due to the fact that when the polymer concentration in the solution is less than 0.04 g / cm ³ , insufficiently strong jelly is formed, and at a concentration of more than 0.05 g / cm ^{3, the} initial polymer solutions have a high viscosity, which makes them difficult stirring.

Выбор массовых соотношений полиметилметакрилатов разных стереоформ обусловлен конформацией макромолекул в растворителях и глубиной стереокомплексообразования. The choice of mass ratios of polymethyl methacrylates of different stereo forms is due to the conformation of macromolecules in solvents and the depth of stereo complex formation.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Готовили растворы одинаковой концентрации ИПММА и СПММА (или АПММА) в полярном растворителе. Концентрация растворов полимеров составляла 0,04 -0,05 г/см³. Затем к 1 объему раствора ИПММА добавляли при перемешивании 1,5 2 объема раствора СПММА или АПММА, что соответствует содержанию ИПММА 1,5 - 2,1 мас. и СПММА (или АПММА) 2,9 3,6 мас. Образование эластичного студня, выдерживающего давление 0,4 0,8 кгс/см², происходило через 1 1,5 мин после смешения исходных растворов.Solutions of the same concentration of IPMMA and SPMMA (or APMMA) in a polar solvent were prepared. The concentration of polymer solutions was 0.04-0.05 g / cm ³ . Then, 1.5 2 volumes of a solution of SPMMA or APMMA were added to 1 volume of a solution of IPMMA with stirring, which corresponds to a content of IPMMA of 1.5 - 2.1 wt. and SPMMA (or APMMA) 2.9 3.6 wt. The formation of elastic jelly, withstanding a pressure of 0.4 to 0.8 kgf / cm ² , occurred 1.5 min after mixing the initial solutions.

Пример 1. 160 см³ (1 объем) раствора ИПММА в толуоле, концентрации 0,5 г/см³ смешивали с 320 см³ (2 объема) раствора АПММА в толуоле той же концентрации 0,05 г/см³. Cодержание ИПММА составляло 1,8 мас. АПММА 3,6 мас. Через 1 мин происходило образование эластичного студня. Студень помещали в лабораторную установку для испытаний полимерных композиций и постепенно поднимали давление. Гелеобразный тампон диаметром 5 см и длиной 25 см выдерживали давление 0,5 кгс/см².Example 1. 160 cm ³ (1 volume) of a solution of IPMMA in toluene, a concentration of 0.5 g / cm ^{3 was} mixed with 320 cm ³ (2 volumes) of a solution of APMMA in toluene of the same concentration of 0.05 g / cm ³ . The content of IPMMA was 1.8 wt. APMMA 3.6 wt. After 1 min, an elastic jelly formed. The jelly was placed in a laboratory unit for testing polymer compositions and gradually raised the pressure. A gel-like swab with a diameter of 5 cm and a length of 25 cm withstood a pressure of 0.5 kgf / cm ² .

Пример 2. 160 см³ (1 объем) раствора ИПММА в толуоле концентрации 0,04 г/см³ смешивали с 320 см³ (2 объема) раствора СПММА в толуоле той же концентрации 0,04 г/см³. Содержание ИПММА составляло 1,5 мас. СПММА 2,9 мас. Гелеобразный тампон выдерживал давление 0,4 кгс/см².Example 2. 160 cm ³ (1 volume) of a solution of IPMMA in toluene at a concentration of 0.04 g / cm ^{3 was} mixed with 320 cm ³ (2 volumes) of a solution of SPMMA in toluene of the same concentration of 0.04 g / cm ³ . The content of IPMMA was 1.5 wt. SPMMA 2.9 wt. The gel-like tampon withstood pressure of 0.4 kgf / cm ² .

Пример 3. 200 см³ (1 объем) раствора ИПММА в толуоле концентрации 0,05 г/см³ смешивали с 300 см³ (1,5 объема) раствора АПММА в диметилформамиде той же концентрации 0,65 г/см³. Содержание ИПММА составляло 2,1 мас. АПММА 3,1 мас. Тампон выдерживал давление 0,2 кнс/см².Example 3. 200 cm ³ (1 volume) of a solution of IPMMA in toluene at a concentration of 0.05 g / cm ^{3 was} mixed with 300 cm ³ (1.5 volumes) of a solution of APMMA in dimethylformamide of the same concentration of 0.65 g / cm ³ . The content of IPMMA was 2.1 wt. APMMA 3.1 wt. The tampon withstood pressure of 0.2 kNs / cm ² .

Пример 4. 240 см³ (1 объем) ИПММА в толуоле концентрации 0,05 г/см³ смешивали с 240 см³ (1 объем) раствора АПММА в ацетоне той же концентрации 0,05 г/см³. Содержание ИПММА составляло 2,8 мас. АПММА 2,8 мас. Тампон выдерживал давление 0,05 кгс/см².Example 4. 240 cm ³ (1 volume) of IPMMA in toluene at a concentration of 0.05 g / cm ^{3 was} mixed with 240 cm ³ (1 volume) of a solution of APMMA in acetone of the same concentration of 0.05 g / cm ³ . The content of IPMMA was 2.8 wt. APMMA 2.8 wt. The tampon withstood pressure of 0.05 kgf / cm ² .

Из приведенных примеров видно, что замена СПММА на АПММА (например, на органическое стекло) в стереокомплексе не влияетотрицательно на глубину комплексообразования и качество получаемого студня (пример 2), но значительно удешевляет применяемую композицию. Уменьшение массового содержания АПММА в композиции по отношению к ИПММА приводит к снижению прочности получаемого студня, а значит и к выдерживаемому им избыточному давлению (пример 4). Оптимальной является концентрация полимеров 0,05 г/см³ и объемное соотношение ИПММА и МПММА (АПММА), равное 1:2, что соответствует содержанию ИПММА 1,8 мас. и АПММА 3,6 мас. (пример 1). Поэтому условия для стендовых испытаний по концентрации, массовому и объемному соотношению исходных полимерных растворов были выбраны по примеру 1.It can be seen from the above examples that replacing SPMMA with APMMA (for example, organic glass) in a stereo complex does not negatively affect the depth of complexation and the quality of the obtained jelly (example 2), but significantly reduces the cost of the composition used. The decrease in the mass content of APMMA in the composition with respect to IPMMA leads to a decrease in the strength of the obtained jelly, and therefore to the excess pressure withstood by it (example 4). The optimum concentration of polymers is 0.05 g / cm ³ and a volume ratio of IPMMA and MPMMA (APMMA) equal to 1: 2, which corresponds to a content of IPMMA of 1.8 wt. and APMMA 3.6 wt. (example 1). Therefore, the conditions for bench tests in terms of concentration, mass and volume ratio of the initial polymer solutions were selected according to example 1.

Стендовые испытания проводили следующим образом. В середин металлической трубы диаметром 10 см при помощи двух дозирующих насосов разной производительности через общий трубопровод подавали 4000 см³ раствора ИПММА в толуоле концентрации 0,05 г/см³ и 8000 см³ раствора АПММА той же концентрации и в том же растворителе. В процессе движения по трубопроводу происходило перемешивание компонентов. После заполнения профиля трубы к штуцеру крышки трубы подсоединяли баллон с азотом и постепенно поднимали давление. Гелеобразный тампон диаметром 10 см и длиной 150 см выдерживал давление 0,8 кгс/см².Bench tests were carried out as follows. In the middle of a metal pipe with a diameter of 10 cm, using two metering pumps of different capacities, 4000 cm ^{3 of} an IPMMA solution in toluene with a concentration of 0.05 g / cm ³ and 8000 cm ^{3 of} an APMMA solution of the same concentration and in the same solvent were supplied through a common pipeline. In the process of moving through the pipeline, the components were mixed. After filling the pipe profile, a nitrogen cylinder was connected to the pipe cap fitting and the pressure was gradually raised. A gel-like swab with a diameter of 10 cm and a length of 150 cm withstood a pressure of 0.8 kgf / cm ² .

Использование предлагаемого способа позволит повысить надежность герметизации, сократить время простоя трубопровода, уменьшить загрязнения окружающей среды, упростить способ герметизации. Using the proposed method will improve the reliability of sealing, reduce downtime of the pipeline, reduce environmental pollution, simplify the method of sealing.

Claims

1. A method of sealing a pipeline, comprising supplying a plugging polymer material to the pumped fluid stream, characterized in that a mixture of isotactic polymethylmethacrylate (IPMMA) and syndiotactic polymethylmethacrylate (SPMMA) or atactic polymethylmethacrylate (APMMA) in polar solvents with the following ratios of polar components is used as the plugging material: wt.

IPMMA 1.5 2.1
SPMMA for APMMA 2.9 3.6
Solvent Else
2. The method according to claim 1, characterized in that toluene and / or dimethylformamide and / or acetone are used as the polar solvent.