RU2203445C2

RU2203445C2 - Pipeline repair method

Info

Publication number: RU2203445C2
Application number: RU2001121099A
Authority: RU
Inventors: В.И. Соколовский; В.А. Иванов; В.В. Новоселов
Original assignee: Соколовский Вениамин Израилевич; Иванов Вадим Андреевич; Новоселов Владимир Васильевич
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2003-04-27

Abstract

FIELD: construction engineering. SUBSTANCE: method used for repairing pipelines crossing water-ways involves following procedures. New pipe is inserted in worn-out pipeline, space between pipes is sealed and filled with water. New pipe is displaced afloat by means of piston while pumping air (gas) into piston space inside worn-out pipeline. Such procedures reduce resistive forces when introducing new pipe into worn-out pipeline. EFFECT: reduced repair charges. 2 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводному транспорту нефтепродуктов и газа и касается восстановления служебных характеристик трубопроводов, пересекающих водную преграду. The invention relates to the pipeline transport of petroleum products and gas and for the restoration of the service characteristics of pipelines crossing a water barrier.

В процессе эксплуатации трубы нефте- и газопроводов подвергаются коррозии, происходит естественная усталость металла. Это требует проведения капитального ремонта трубопроводов для обеспечения их надежности и предотвращения аварий, связанных с разрывом труб. During operation, pipes of oil and gas pipelines undergo corrosion, natural fatigue of the metal occurs. This requires major repairs of pipelines to ensure their reliability and prevent accidents associated with pipe rupture.

Известен способ проведения капитального ремонта трубопровода по участкам, находящимся в предаварийном состоянии. Согласно этому способу траншею, в которой находится трубопровод, раскапывают, извлекают поврежденный участок трубопровода, а на его место укладывают новую трубу, траншею закапывают и восстанавливают прилегающий земельный участок [Г.Ф. Егерман и др. Ремонт магистральных газонефтепроводов. - М.: Недра, 1973, стр. 107, П.П. Бородавкин и др. Сооружение магистральных газонефтепроводов. - М.: Недра, 1973, стр. 257, 258]. A known method of carrying out major repairs of the pipeline in areas in pre-emergency condition. According to this method, the trench in which the pipeline is located is dug up, the damaged section of the pipeline is removed, and a new pipe is laid in its place, the trench is buried and the adjacent land plot is restored [G.F. Egerman and others. Repair of gas and oil pipelines. - M .: Nedra, 1973, p. 107, P.P. Borodavkin and others. The construction of gas and oil pipelines. - M .: Nedra, 1973, p. 257, 258].

Такой способ ремонта является трудоемким и обходится дороже, чем строительство нового участка трубопровода, так как кроме работ, связанных с установкой новой трубы, включает ряд дополнительных работ по извлечению изношенной части трубопровода. This method of repair is time-consuming and more expensive than the construction of a new section of the pipeline, since in addition to the work associated with the installation of a new pipe, it also includes a number of additional works to remove the worn-out part of the pipeline.

Земляные работы при этом составляют 30...50% от стоимости всех работ по строительству трубопровода. At the same time, earthworks account for 30 ... 50% of the cost of all pipeline construction works.

Известен рассмотренный в качестве прототипа способ ремонта трубопроводов, включающий укладку новой трубы внутри изношенной части трубопровода. Новую трубу заглушают с переднего и заднего концов, вводят в изношенную трубу, а движущую силу, перемещающую устанавливаемую трубу, создают внутренним давлением воздуха на переднюю ее заглушку [решение о выдаче патента на изобретение "Способ и устройство установки нефтегазопроводной трубы" 99110221/06 (009852)]. A known known as a prototype method of repairing pipelines, including laying a new pipe inside the worn part of the pipeline. The new pipe is drowned from the front and rear ends, inserted into the worn pipe, and the driving force moving the installed pipe is created by internal air pressure on its front plug [decision to grant a patent for the invention "Method and device for installing an oil and gas pipe" 99110221/06 (009852 )].

Недостатком здесь является ограниченное тяговое усилие при большой длине укладываемой трубы. The disadvantage here is the limited traction with a large length of the stacked pipe.

Это определяется тем, что с увеличением длины установки трубы, а следовательно и ее веса, увеличивается и сила сопротивления ее перемещению, определяемая силой трения между наружной поверхностью устанавливаемой трубы и внутренней поверхностью изношенной трубы. This is determined by the fact that with an increase in the length of the pipe installation, and therefore its weight, the resistance to its movement increases, determined by the friction force between the outer surface of the installed pipe and the inner surface of the worn pipe.

Кроме того, этот способ не выгоден для ремонта трубопроводов, пересекающих водную преграду, имеющую большую протяженность, так как установка новой трубы как составляющей часть ремонтируемой трубы требует больших затрат и создает большие трудности при замене участка трубы, находящегося под водой. In addition, this method is not advantageous for the repair of pipelines crossing a water barrier with a large length, since installing a new pipe as an integral part of the pipe being repaired is expensive and creates great difficulties when replacing a section of a pipe under water.

Задача изобретения - создание способа ремонта трубопроводов для нефти и газа большой длины путем расположения новой трубы внутри изношенной при создании условий малого сопротивления перемещению новой трубы и расхода энергии для их перемещения, что особенно эффективно для ремонта трубопроводов, пересекающих водные преграды большой протяженности. The objective of the invention is the creation of a method of repairing pipelines for oil and gas of large lengths by arranging a new pipe inside a worn-out pipe while creating conditions of low resistance to movement of the new pipe and energy consumption for moving them, which is especially effective for repairing pipelines crossing long-distance water obstacles.

Это достигается предлагаемым способом ремонта трубопроводов дли нефти и газа. This is achieved by the proposed method of repairing pipelines for oil and gas.

На фиг.1 изображено устройство для реализации предлагаемого способа. Figure 1 shows a device for implementing the proposed method.

Устройство (фиг. 1а, б, в) содержит заглушку 5, размещенную на переднем конце по ходу укладываемой трубы 2, поршни 4, 12 и 24 (фиг.2), цилиндры 3 и 9, разъемные фланцы 6 и 20, прицеп 7, компрессор 14, перепускные клапаны 15, 22 и 23, ресивер 16, трубки 13, 17 и 18, упор 10, направляющую 19. The device (Fig. 1a, b, c) contains a plug 5 located on the front end along the stacked pipe 2, pistons 4, 12 and 24 (Fig. 2), cylinders 3 and 9, split flanges 6 and 20, trailer 7, compressor 14, bypass valves 15, 22 and 23, receiver 16, tubes 13, 17 and 18, stop 10, guide 19.

При транспортировании трубы 2 и укладке ее в трубу 1 используют трубоукладчик 11 и столы 8 и 21. When transporting the pipe 2 and laying it in the pipe 1 use the pipe layer 11 and tables 8 and 21.

Способ ремонта трубопроводов для нефти и газа путем установки новой трубы в изношенную трубу осуществляется следующим образом. A method of repairing pipelines for oil and gas by installing a new pipe in a worn pipe is as follows.

На трассе изношенной трубы 1 (фиг.1а) в начале ее и в конце по ходу транспортируемой трубы 2 раскапывают два котлована, рабочий (задний) и приемный (передний). Участки изношенной трубы 1, расположенные в котлованах, удаляют. On the route of the worn pipe 1 (figa) at the beginning and at the end along the transported pipe 2, two foundation pits, a working (back) and a receiving (front), are excavated. The sections of the worn pipe 1 located in the pits are removed.

Новую трубу 2 подготавливают к транспортированию: герметизируют, закрывая ее передний конец заглушкой 5, и располагают на ее переднем конце поршень 12. К трубе 1 присоединяют цилиндр 9, трубу 2 укладывают на столы 8 и 21. A new pipe 2 is prepared for transportation: it is sealed by closing its front end with a plug 5, and a piston 12 is placed on its front end. A cylinder 9 is attached to the pipe 1, the pipe 2 is laid on tables 8 and 21.

На прицепе 7 устанавливают упор 10, соединяют направляющую 19 с поршнем 4 и расположенными в ней трубками 17 и 18, поршень 4 вводят в цилиндр 3, закрывают цилиндр фланцем 6, оставляя открытым передний конец цилиндра, который присоединяют к трубе 2. An emphasis 10 is mounted on the trailer 7, the guide 19 is connected to the piston 4 and the tubes 17 and 18 located therein, the piston 4 is inserted into the cylinder 3, the cylinder is closed by the flange 6, leaving the front end of the cylinder open, which is attached to the pipe 2.

Прицеп 7 устанавливают так, чтобы он опирался упором 10 на фланец 6, при этом поршень 4 занимает крайнее переднее положение по отношению к укладываемой трубе 2 (фиг.1в), ходовое устройство прицепа блокируют для хода назад и оставляют свободным для хода вперед. The trailer 7 is installed so that it rests with emphasis 10 on the flange 6, while the piston 4 occupies an extreme forward position with respect to the stacked pipe 2 (Fig. 1c), the trailer chassis is blocked for backward movement and left free to move forward.

Передний конец трубы 2 при помощи трубоукладчика 11 вводят в цилиндр 9 и закрывают его разъемным фланцем 20 (фиг.1а), используя компрессор 14 (фиг. 1б) и ресивер 16, закачивают воздух через перепускной клапан 15 по трубке 18 в полость укладываемой трубы, образованную поршнем 4 и передней заглушкой 5, поднимая давление в полости до величины Р₁, одновременно закачивают воздух по трубке 17 в полость цилиндра 3, образованную поршнем 4 и фланцем 6, до давления Р₂ меньшим, чем Р₁, и по трубке 13 (фиг.1д) через перепускной клапан 22 в межтрубное пространство, образованное внутренней поверхностью изношенной трубы 1, наружной поверхностью укладываемой трубы 2, фланцем 20 и поршнем 12, поднимая давление до величины P₃.The front end of the pipe 2 is inserted into the cylinder 9 using the pipe-laying device 11 and closed with a split flange 20 (Fig. 1a), using the compressor 14 (Fig. 1b) and the receiver 16, air is pumped through the bypass valve 15 through the pipe 18 into the cavity of the pipe being laid, formed by the piston 4 and the front plug 5, raising the pressure in the cavity to a value of P ₁ , at the same time pump air through a tube 17 into the cavity of the cylinder 3, formed by the piston 4 and the flange 6, to a pressure P ₂ less than P ₁ and through the pipe 13 ( figd) through the bypass valve 22 into the annulus, images read only the inner surface of the worn tube 1, the outer surface of a stacked pipes 2, the flange 20 and the piston 12, raising the pressure to a value P _3.

Закачивание воздуха продолжают до момента начала движения укладываемой трубы 2 и поддерживают движение трубы давлениями P₁, Р₂, Р₃ до момента контакта фланца 6 с поршнем 4, который остается неподвижным вместе с присоединенными к нему прицепом 7 и связанными с ним узлами и деталями устройства, при этом давлении Р₂ за время движения трубы вперед остается меньшим, чем давление Р₁.Air injection is continued until the beginning of the movement of the stacked pipe 2 and the pipe is supported by the pressures P ₁ , P ₂ , P ₃ until the flange 6 contacts the piston 4, which remains stationary together with the trailer 7 connected to it and its associated units and parts of the device , at this pressure P ₂ during the forward movement of the pipe remains lower than the pressure P ₁ .

В момент контакта поршня 4 и фланца 6 (фиг.1г) давление Р₂ поднимают, создавая его большим, чем P₁, этим создают движение поршня 4 с прицепом 7 вперед до момента контакта упора 10 с фланцем 6, при этом давление Р₂ за время движения прицепа вперед поддерживают большими, чем давление Р₁. При контакте упора 10 и фланца поршень 4 займет переднее положение (фиг. 1в) по отношению к трубе 2, в этот момент давление Р₂ снижают и создают меньшим, чем давление Р₁, и далее процесс перемещения трубы продолжают снова, как описано выше. После начала перемещения трубы закрывают перепускной клапан 22, открывают клапан 23 и по трубке 13 закачивают воду в межтрубное пространство до уровня h (фиг.1а).At the moment of contact of the piston 4 and the flange 6 (Fig. 1d), the pressure P _{2 is} raised, creating it greater than P ₁ , this creates a movement of the piston 4 with the trailer 7 forward until the contact of the stop 10 with the flange 6, while the pressure P ₂ the forward travel time of the trailer is maintained greater than the pressure P ₁ . When the stop 10 and the flange are in contact, the piston 4 will occupy the front position (Fig. 1c) with respect to the pipe 2, at this moment the pressure P _{2 is} reduced and created lower than the pressure P ₁ , and then the process of moving the pipe continues again, as described above. After the start of the pipe movement, the bypass valve 22 is closed, the valve 23 is opened, and water is pumped through the tube 13 into the annulus to the level h (Fig. 1a).

Труба под воздействием Архимедовой силы всплывает, сопротивление ее перемещению снижается, так как часть перемещаемой трубы уже не контактирует с внутренней поверхностью изношенной трубы, а опирается на воду, и сила сопротивления (трения) укладываемой трубы о воду будет значительно меньше, чем трение сухих поверхностей труб. Затем прекращают закачивание воды, закрывая пропускной клапан 23, открывают перепускной клапан 22 и процесс перемещения трубы повторяют снова, как описано выше, до выхода переднего конца перемещаемой трубы с поршнем 12 в котлован. Under the influence of the Archimedean force, the pipe pops up, its resistance to movement decreases, since part of the pipe being moved no longer contacts the inner surface of the worn pipe, but relies on water, and the resistance (friction) of the pipe being laid against the water will be much less than the friction of dry pipe surfaces . Then, water injection is stopped by closing the check valve 23, the bypass valve 22 is opened, and the process of moving the pipe is repeated again, as described above, until the front end of the moving pipe with the piston 12 enters the pit.

Передний конец трубы 2 освобождают от поршня 12, задний конец трубы 2 укладывают в котлован и освобождают его от цилиндра 3, поршня 4 и фланца 6, с заднего конца трубы 1 удаляют фланец 20, на задний конец трубы 2 устанавливают поршень 24 (фиг. 2а), подвижный относительно трубы 1 и относительно трубы 2, и продвигают его в цилиндр 9, закрывают фланцем 20 и по трубке 13 закачивают воздух в пространство между фланцем 20 и поршнем 24 (фиг.2б), созданным давлением воздуха перемещают поршень 24 в межтрубном пространстве вместе с водой до выхода в передний котлован. The front end of the pipe 2 is freed from the piston 12, the rear end of the pipe 2 is laid in the pit and freed from the cylinder 3, the piston 4 and the flange 6, the flange 20 is removed from the rear end of the pipe 1, the piston 24 is installed on the rear end of the pipe 2 (Fig. 2a ), movable relative to the pipe 1 and relative to the pipe 2, and push it into the cylinder 9, close it with a flange 20, and pump air through the tube 13 into the space between the flange 20 and the piston 24 (fig.2b), the piston 24 is moved by the air pressure in the annulus together with water before entering the front pit.

С заднего конца трубы 1 удаляют фланец 20 и цилиндр 9. Передний и задний концы устанавливаемой трубы, выходящие в котлованы, соединяют переходными трубами с концами работоспособных труб (фиг.2а). Котлованы закапывают. Установка новой трубы окончена, ремонт завершен. Flange 20 and cylinder 9 are removed from the rear end of the pipe 1. The front and rear ends of the installed pipe, which exit into the pits, are connected by transition pipes to the ends of the working pipes (Fig. 2a). Excavations are being dug. Installation of a new pipe is completed, repair is completed.

Claims

A method of repairing pipelines, which consists in introducing a new pipe into a worn pipe, creating a sealed cavity in the annulus and a cavity inside the movable pipe, separated by a piston, moving the pipe by pumping air (gas) under pressure into the sealed cavities, characterized in that the sealed cavity in the annulus they are filled with water, supporting the floating pipe to surfacing until its front end exits from the worn pipe and water is removed from the annular cavity by a piston, moving it with air (gas).