RU212312U1

RU212312U1 - Piping element

Info

Publication number: RU212312U1
Application number: RU2021131388U
Authority: RU
Inventors: Максим Михайлович Адмакин; Максим Ростиславович Караваев; Андрей Александрович Корниенко; Михаил Юрьевич Осокин; Илья Юрьевич Попов; Максим Михайлович Поскребышев; Илья Владимирович Сергеев; Анатолий Николаевич Токарев; Михаил Алексеевич Тюкавкин
Original assignee: Максим Михайлович Адмакин; Максим Ростиславович Караваев; Андрей Александрович Корниенко; Михаил Юрьевич Осокин; Илья Юрьевич Попов; Максим Михайлович Поскребышев; Илья Владимирович Сергеев; Анатолий Николаевич Токарев; Михаил Алексеевич Тюкавкин
Filing date: 2021-10-26
Publication date: 2022-07-15

Abstract

Полезная модель относится к области непрерывного мониторинга технического состояния магистрального трубопровода (трубопровода), предназначенного для транспортировки газообразных и жидких веществ и может быть использована на магистральных трубопроводах (газопроводах).The utility model relates to the field of continuous monitoring of the technical condition of the main pipeline (pipeline) intended for the transportation of gaseous and liquid substances and can be used on main pipelines (gas pipelines).

Элемент трубопровода содержит трубу с защитным наружным покрытием, датчики с проводниками, закрепленные на поверхности трубы в защитных кожухах и подключенные к выходному кабелю, установленному в отверстие одного из защитных кожухов, и эластичную прокладку из адгезионного материала, расположенную между защитным кожухом и поверхностью трубы, зоны крепления датчиков на поверхности трубы соединены между собой трубками, установленными в слое защитного наружного покрытия, внутри трубок размещены проводники датчиков.The pipeline element contains a pipe with a protective outer coating, sensors with conductors fixed on the surface of the pipe in protective casings and connected to an output cable installed in the opening of one of the protective casings, and an elastic gasket made of adhesive material located between the protective casing and the surface of the pipe, zones sensor mounts on the pipe surface are interconnected by tubes installed in the layer of protective outer coating, inside the tubes there are sensor conductors.

Предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить ремонтопригодность системы и снизить вероятность повреждения проводников в процессе монтажа датчиков за счет соединения зон крепления датчиков между собой трубками, установленными в слое защитного наружного покрытия и размещения в них проводников от датчиков.

The proposed technical solution makes it possible to ensure the maintainability of the system and reduce the likelihood of damage to the conductors during the installation of sensors by connecting the sensor attachment zones to each other with tubes installed in the protective outer coating layer and placing the conductors from the sensors in them.

Description

Полезная модель относится к области непрерывного мониторинга технического состояния магистрального трубопровода (трубопровода), предназначенного для транспортировки газообразных и жидких веществ, и может быть использована на магистральных трубопроводах (газопроводах) с целью повышения защиты проводников датчиков от негативного влияния технологических факторов в процессе изготовления элемента трубопровода с датчиками монтажа и его ремонтопригодности в процессе эксплуатации.The utility model relates to the field of continuous monitoring of the technical condition of the main pipeline (pipeline) intended for the transportation of gaseous and liquid substances, and can be used on main pipelines (gas pipelines) in order to increase the protection of sensor conductors from the negative influence of technological factors in the process of manufacturing a pipeline element with mounting sensors and its maintainability during operation.

Трубопровод - это инженерно-техническое сооружение, предназначенное для транспортировки газообразных и жидких веществ, состоящее из различных, соединяемые между собой элементов - труб, отводов, тройников, переходов, заглушек, днищ, трубопроводной арматуры и т.д.A pipeline is an engineering structure designed for the transportation of gaseous and liquid substances, consisting of various interconnected elements - pipes, bends, tees, transitions, plugs, bottoms, pipeline fittings, etc.

Одной из задач, решаемых при строительстве и эксплуатации магистральных трубопроводов, является контроль и оценка технического состояния трубопроводов с целью прогнозирования работоспособности их путем размещения на наружной поверхности трубы датчиков.One of the tasks solved during the construction and operation of main pipelines is the control and assessment of the technical condition of pipelines in order to predict their performance by placing sensors on the outer surface of the pipe.

В процессе эксплуатации магистральные трубопроводы подвергаются комплексному воздействию со стороны агрессивных коррозийных компонентов окружающей среды, давления грунта, а также силовых геодинамических процессов, происходящих в зонах прокладки трубопровода. Поэтому для обеспечения возможности выполнения оценки технического состояния трубопровода в течение всего периода его эксплуатации требуется выполнять эффективную защиту датчиков и их проводников от внешних воздействий.During operation, main pipelines are subjected to a complex effect from aggressive corrosive components of the environment, soil pressure, as well as force geodynamic processes occurring in the areas of pipeline laying. Therefore, to ensure the possibility of assessing the technical condition of the pipeline during the entire period of its operation, it is required to effectively protect the sensors and their conductors from external influences.

Одним из решений данной задачи является изобретение «Устройство защиты датчиков деформации на магистральном трубопроводе» (патент РФ №2215927. В известном техническом решении для мониторинга технического состояния магистрального трубопровода датчики установлены на поверхности магистрального трубопровода в защитных кожухах, которые примотаны к трубопроводу. Каждый защитный кожух имеет отверстие для вывода проводников датчика на наружную поверхность трубопровода.One of the solutions to this problem is the invention "Device for protecting strain sensors on the main pipeline" (RF patent No. 2215927. In the well-known technical solution for monitoring the technical condition of the main pipeline, the sensors are installed on the surface of the main pipeline in protective casings that are taped to the pipeline. Each protective casing has a hole for outputting the sensor conductors to the outer surface of the pipeline.

Недостатком данного технического решения является сложность обеспечения герметичного крепления защитных кожухов к поверхности подвергаемой мониторингу трубы, заключающаяся в необходимости трудоемкой технологической операции примотки кожухов к секции трубопровода, требующей наличия намоточного станка, обеспечивающего необходимый уровень контактного давления в уплотняемых поверхностях, или же в необходимости обеспечить технологический процесс вулканизации эластичной прокладки.The disadvantage of this technical solution is the difficulty of ensuring hermetic fastening of the protective casings to the surface of the pipe being monitored, which consists in the need for a laborious technological operation of winding the casings to the pipeline section, which requires a winding machine that provides the necessary level of contact pressure in the sealed surfaces, or in the need to provide a technological process vulcanization of the elastic pad.

Кроме того, в известном техническом решении от каждой группы датчиков, размещенной под соответствующим защитным кожухом, через отверстие в нем выходит кабель. Большое количество кабелей затрудняет условия монтажа труб с датчиками в полевых условиях, особенно, когда возникает необходимость обеспечить мониторинг технического состояния трубопровода на достаточно протяженном участке путем соединения нескольких подобных элементов, расположенных последовательно друг за другом.In addition, in the well-known technical solution from each group of sensors placed under the corresponding protective casing, a cable exits through a hole in it. A large number of cables makes it difficult to install pipes with sensors in the field, especially when it becomes necessary to monitor the technical condition of the pipeline over a sufficiently long section by connecting several similar elements located in series one after another.

В нефтяной и газовой промышленности для защиты труб от коррозии непосредственно на поверхность трубы наносится коррозионностойкое защитное покрытие, например, эпоксидный праймер, которое имеет хорошую адгезию к металлу трубы, но при этом довольно легко повреждается как в процессе изготовления труб, так при их транспортировке и монтаже. Для защиты коррозионностойкого покрытия от внешних механических повреждений поверх него наносят внешнее защитное покрытие, например, из полиэтилена.In the oil and gas industry, to protect pipes from corrosion, a corrosion-resistant protective coating is applied directly to the pipe surface, for example, an epoxy primer, which has good adhesion to the pipe metal, but is quite easily damaged both during the pipe manufacturing process and during their transportation and installation. . To protect the corrosion-resistant coating from external mechanical damage, an external protective coating is applied over it, for example, from polyethylene.

Наиболее близким к заявленной полезной модели по технической сущности и взятым за прототип является патент на полезную модель №206546 на "Секцию трубопровода".The closest to the claimed utility model in terms of technical essence and taken as a prototype is a utility model patent No. 206546 for "Pipeline section".

В данном техническом решении защитные кожухи датчиков закреплены на поверхности трубы с помощью эластичной прокладки из адгезионного состава. Проводники от датчиков уложены в штробы, выполненные в защитном покрытии и соединяющие между собой окна для размещения датчиков. С целью предотвращения внешнего воздействия механико-климатических факторов на проводники штробы заполнены защитным составом, а проводники подключены к выходному кабелю, установленному в отверстие одного из защитных кожухов через гермоввод.In this technical solution, the protective casings of the sensors are fixed on the pipe surface with the help of an elastic gasket made of an adhesive composition. The conductors from the sensors are placed in strobes made in a protective coating and connecting the windows for placing the sensors. In order to prevent external impact of mechanical and climatic factors on the conductors, the strobes are filled with a protective compound, and the conductors are connected to the output cable installed in the opening of one of the protective casings through a pressure seal.

Недостатком данного технического решения является возможность повреждения проводников в процессе заполнения штроб защитным составом. Поскольку самым распространенным защитным покрытием для магистральных трубопроводов является полиэтилен, который практически не клеится, то качественное, герметичное заполнение штроб в покрытии может быть осуществлено только составом, на основе термоклеев, т.е. при температуре заполняющего состава выше 140-150°С, что может привести к повреждению изоляции проводников, а для находящих в настоящее время все более широкое применение оптических датчиков - к повреждению самих оптических волокон проводников. Также следует отметить, что, учитывая хрупкость оптического волокна, желательно максимально минимизировать число технологических операций, в процессе которых оно может быть повреждено. К их числу, несомненно, относится совмещение операций укладки проводников в штробы с одновременной заливкой их горячим, разогретым до 140-150°С расплавом защитного состава.The disadvantage of this technical solution is the possibility of damage to the conductors in the process of filling the strobe with a protective compound. Since the most common protective coating for main pipelines is polyethylene, which practically does not stick, high-quality, hermetic filling of the strobes in the coating can only be carried out with a composition based on hot-melt adhesives, i.e. at a temperature of the filling composition above 140-150 ° C, which can lead to damage to the insulation of the conductors, and for optical sensors that are currently increasingly used, to damage to the optical fibers of the conductors themselves. It should also be noted that, given the fragility of the optical fiber, it is desirable to minimize the number of technological operations during which it can be damaged. Among them, undoubtedly, is the combination of the operations of laying conductors in strobes with their simultaneous filling with hot, heated to 140-150 ° C melt of the protective composition.

Другим недостатком данного технического решения является не ремонтопригодность конструкции. В случае повреждения проводника, заполимеризованного в штробе, для его замены требуется провести вырезание проводника из защитного покрытия вместе с защитным составом, с последующей повторной укладкой исправного проводника и заливкой его защитным составом. Это является весьма трудоемкой операцией даже в заводских условиях, когда имеется возможность вращения трубы на технологических роликах, позволяющего производить подачу жидкого расплава термоклея сверху вниз, в штробу с проводником. Выполнение данной операции в полевых условиях, особенно на вертикальных участках штроб, практически невозможно.Another disadvantage of this technical solution is not the maintainability of the design. In case of damage to the conductor polymerized in the strobe, to replace it, it is necessary to cut the conductor out of the protective coating along with the protective compound, followed by re-laying the serviceable conductor and pouring it with a protective compound. This is a very time-consuming operation even under factory conditions, when it is possible to rotate the pipe on technological rollers, which allows the hot melt adhesive to be fed from top to bottom into the strobe with the conductor. Performing this operation in the field, especially in the vertical sections of the strobe, is almost impossible.

Технической проблемой предлагаемой полезной модели является повышение защиты проводников от негативного влияния технологических факторов в процессе изготовления элемента трубопровода с датчикам и обеспечение его ремонтопригодности в процессе изготовления и эксплуатации.The technical problem of the proposed utility model is to increase the protection of conductors from the negative influence of technological factors in the process of manufacturing a pipeline element with sensors and ensuring its maintainability during manufacture and operation.

Технический результат достигается за счет того, что в элементе трубопровода, содержащем трубу с защитным наружным покрытием, датчики с проводниками, закрепленные на поверхности трубы в защитных кожухах и подключенные к выходному кабелю, установленному в отверстие одного из защитных кожухов, и эластичную прокладку из адгезионного материала, расположенную между защитным кожухом и поверхностью трубы, зоны крепления датчиков на поверхности трубы соединены между собой трубками, установленными в слое защитного наружного покрытия, при этом внутри трубок размещены проводники датчиков. При этом элемент трубопровода может быть выполнен из цилиндрической или крутоизогнутой трубы, а также содержать дополнительно один патрубок.The technical result is achieved due to the fact that in a pipeline element containing a pipe with a protective outer coating, sensors with conductors fixed on the surface of the pipe in protective casings and connected to an output cable installed in the opening of one of the protective casings, and an elastic gasket made of adhesive material , located between the protective casing and the surface of the pipe, the sensor attachment zones on the pipe surface are interconnected by tubes installed in the protective outer coating layer, while the sensor conductors are placed inside the tubes. In this case, the pipeline element can be made of a cylindrical or curved pipe, and also contain an additional one branch pipe.

Отличительные признаки технического решения являются существенными. Соединение зон крепления датчиков между собой трубками, установленными в слое защитного наружного покрытия и размещение в них проводников от датчиков позволяет обеспечить ремонтопригодность системы и снизить вероятность повреждения проводников в процессе монтажа датчиков. Полезная модель поясняется чертежами.Distinctive features of the technical solution are essential. Connecting the sensor attachment zones to each other with tubes installed in the protective outer coating layer and placing the conductors from the sensors in them makes it possible to ensure the maintainability of the system and reduce the likelihood of damage to the conductors during the installation of the sensors. The utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показан общий вид элемента трубопровода с защитными кожухами, на фиг. 2 - вид на элемент трубопровода сбоку.In FIG. 1 shows a general view of a pipeline element with protective covers, in Fig. 2 is a side view of the pipeline element.

На фиг. 3, и фиг. 4 представлен продольный разрез элемента трубопровода с защитным кожухом. Элемент трубопровода содержит непосредственно трубу 1, защитное наружное покрытие 2, датчики 3 с проводниками 4, защитные кожухи, состоящие из корпуса 5 и крышки 6, в одном из которых выполнено отверстие 7 для выхода кабеля 8 и эластичную прокладку из адгезионного материала 9.In FIG. 3 and FIG. 4 shows a longitudinal section of a pipeline element with a protective casing. The pipeline element contains a pipe 1 itself, a protective outer coating 2, sensors 3 with conductors 4, protective covers consisting of a body 5 and a cover 6, one of which has a hole 7 for the cable 8 to exit and an elastic gasket made of an adhesive material 9.

На фиг. 5 показана развертка элемента трубопровода с размеченными на поверхности трубы зонами крепления датчиков 10 и соединяющими их трубками 11. Защитные кожухи и покрытие не показаны.In FIG. Figure 5 shows a development of a pipeline element with sensor attachment zones 10 marked on the pipe surface and tubes 11 connecting them. Protective covers and coating are not shown.

На фиг. 6 показана общая схема расположения зон крепления датчиков с корпусами 5, при этом крышки 6 защитных кожухов и защитное покрытие 2 условно не показаны.In FIG. 6 shows the general layout of the mounting areas of sensors with housings 5, while the covers 6 of the protective covers and the protective coating 2 are conventionally not shown.

На фиг. 7 показана развертка общего вида элемента трубопровода с проводниками, протянутыми внутри трубок 11, установленных в защитном покрытии 2.In FIG. 7 shows a development of a general view of a pipeline element with conductors stretched inside tubes 11 installed in a protective coating 2.

На фиг. 8 показано поперечное сечение закрепленных в защитном покрытии 2 трубок 11 с расположенными внутри них проводниками 12.In FIG. 8 shows a cross section of tubes 11 fixed in a protective coating 2 with conductors 12 located inside them.

На фиг. 9 показан элемент трубопровода, выполненный из крутоизогнутой трубы 13, имеющий два пояса защитных кожухов.In FIG. 9 shows a piping element made of a steeply curved pipe 13, having two belts of protective casings.

На фиг. 10 показан элемент трубопровода с одним дополнительным патрубком 14, имеющий три пояса защитных кожухов.In FIG. 10 shows a pipeline element with one additional branch pipe 14, which has three belts of protective casings.

Особенность конструкции элемента трубопровода заключается в следующем. На трубе 1 в зонах 10 размещены датчики 3. Датчики монтируют непосредственно на поверхность трубы методом приклея или приварки. Над датчиками закреплены с помощью эластичных прокладок из адгезионного материала 9 защитные кожухи, состоящие из корпусов 5 и крышек 6. Зоны размещения датчиков соединены между собой с помощью трубок 11, установленных в слое защитного покрытия 2, нанесенном на наружную поверхность трубы. Через трубки протянуты проводники 4, причем концы всех проводников собраны под одним из защитных кожухов. В отверстие 7 одного из защитных кожухов протянут кабель 8, концы проводников которого соединены с концами проводников 4, идущих от всех датчиков 3.The design feature of the pipeline element is as follows. Sensors 3 are placed on pipe 1 in zones 10. The sensors are mounted directly on the pipe surface by gluing or welding. Protective casings consisting of housings 5 and covers 6 are fixed above the sensors with the help of elastic gaskets made of adhesive material 9. The sensor placement areas are connected to each other by means of tubes 11 installed in the layer of protective coating 2 applied to the outer surface of the pipe. Conductors 4 are stretched through the tubes, and the ends of all conductors are assembled under one of the protective covers. A cable 8 is inserted into the hole 7 of one of the protective covers, the ends of the conductors of which are connected to the ends of the conductors 4 coming from all sensors 3.

Предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить ремонтопригодность системы и снизить вероятность повреждения проводников в процессе монтажа датчиков за счет соединения зон крепления датчиков между собой трубками, установленными в слое защитного наружного покрытия и размещения в них проводников от датчиков.The proposed technical solution makes it possible to ensure the maintainability of the system and reduce the likelihood of damage to the conductors during the installation of sensors by connecting the sensor attachment zones to each other with tubes installed in the protective outer coating layer and placing the conductors from the sensors in them.

Claims

1. A pipeline element containing a pipe with a protective outer coating, sensors with conductors fixed on the surface of the pipe in protective casings and connected to an output cable installed in the opening of one of the protective casings, and an elastic gasket made of adhesive material located between the protective casing and the surface pipes, characterized in that the sensor attachment zones on the pipe surface are interconnected by tubes installed in the protective outer coating layer, while the sensor conductors are placed inside the tubes.

2. The pipeline element according to claim 1, characterized in that the pipe is made of a steeply curved one.

3. Pipeline element according to claim 1, characterized in that the pipe contains one branch pipe.