RU2282782C2

RU2282782C2 - Method and device for laying corrugated pipe in large-diameter pipeline

Info

Publication number: RU2282782C2
Application number: RU2004131110/06A
Authority: RU
Inventors: Айрат Мингазович Шаммазов (RU); Айрат Мингазович Шаммазов; Риф Габдуллович Султанов (RU); Риф Габдуллович Султанов; Владимир Михайлович Горбаненко (RU); Владимир Михайлович Горбаненко; Валерий Каюмович Итбаев (RU); Валерий Каюмович Итбаев; Фанзиль Мавл виевич Мугалимов (RU); Фанзиль Мавлявиевич Мугалимов
Priority date: 2004-10-25
Filing date: 2004-10-25
Publication date: 2006-08-27
Also published as: RU2004131110A

Abstract

FIELD: pipeline transport.

SUBSTANCE: method comprises connecting the drawing rope to the front face of the corrugated pipe and generating pulse pressure in the inner space of the corrugated pipe. The back face of the corrugated pipe is set in motion by means of an additional rope that connects it with the front face. The central opening of the head of the corrugated pipe receives the slide valve provided with the arrester of axial stroke. The rope for drawing is connected with one end of the slide valve. The additional rope connects the other end of the slide valve with the back face of the corrugated pipe through the control unit. The back face is covered with the pressure-tight lid having a connecting pipe for pressurizing.

EFFECT: reduced force for drawing.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта и предназначено для ремонта непрямолинейных трубопроводов большой протяженности, в том числе нефтегазовых.The invention relates to the field of pipeline transport and is intended for the repair of non-linear pipelines of great length, including oil and gas.

Для ремонта трубопроводов при сохранении существующего трубопровода на своем месте под землей или водой широко распространен способ, основанный на прокладке внутри существующей трубы новой трубы меньшего диаметра [Егерман Г.Ф. и др. Ремонт магистральных газопроводов. - М.: Недра, 1973, с.173]. При ремонте непрямолинейных трубопроводов в качестве новой трубы используются гофрированные трубы.To repair pipelines while preserving the existing pipeline in its place underground or with water, a method based on laying a new pipe of a smaller diameter inside the existing pipe is widespread [Egerman G.F. et al. Repair of main gas pipelines. - M .: Nedra, 1973, p.173]. When repairing non-linear pipes, corrugated pipes are used as a new pipe.

Прокладка гофрированных труб в ремонтируемый трубопровод производится либо проталкиванием (Патент РФ № 02117209, МПК⁷, F 16 L 55/165, 1998; Патент FR № 2660729, F 16 L 11/15, 1990), либо протягиванием (Заявка JP № 1-25954, МКИ⁴, F 16 L 1/00, 1989).Corrugated pipes are laid in a repaired pipeline either by pushing (RF Patent No. 02117209, IPC ⁷ , F 16 L 55/165, 1998; FR Patent No. 2660729, F 16 L 11/15, 1990) or by pulling (Application JP No. 1- 25954, MKI ⁴ , F 16 L 1/00, 1989).

Недостаток этих способов заключается в создании большого тягового усилия, необходимого для преодоления сил трения, возникающих между гофрированной трубой и ремонтируемым трубопроводом. Большое же тяговое усилие помимо трудностей, связанных с его созданием, может привести к разрушению гофрированной трубы. Проталкивание гофрированной трубы в протяженный и непрямолинейный трубопровод вообще может оказаться невозможным из-за того, что при таком нагружении рукав сжимается, теряет устойчивость и в соответствующих местах прижимается к стенкам трубопровода. В результате силы трения резко увеличиваются. Потягивание является более предпочтительным по сравнению с проталкиванием, но и при этом способе установки силы трения могут быть достаточно большими, особенно в местах изгиба трубопровода, где они растут прямо пропорционально силе протягивания. Это затрудняет прокладку гофрированной трубы без ее разрушения.The disadvantage of these methods is to create a large pulling force necessary to overcome the friction forces arising between the corrugated pipe and the pipeline being repaired. A large pulling force, in addition to the difficulties associated with its creation, can lead to the destruction of the corrugated pipe. Pushing the corrugated pipe into an extended and non-linear pipe may not be possible at all due to the fact that under such loading the sleeve is compressed, loses stability and is pressed against the walls of the pipe in appropriate places. As a result, the friction forces increase sharply. Pulling is preferable to pushing, but even with this method of setting the friction forces can be quite large, especially in places of bending of the pipeline, where they grow in direct proportion to the pulling force. This makes it difficult to lay the corrugated pipe without breaking it.

Еще одной из проблем, затрудняющих использование известных способов прокладки гофрированных труб, является наличие локальных изъянов внутренней поверхности ремонтируемого трубопровода - заусенцев, трещин, сварных стыков и участков значительной коррозии, иногда сквозной. При встрече с таким препятствием произвести прокладку гофрированной трубы известными способами часто не удается.Another problem that impedes the use of known methods for laying corrugated pipes is the presence of local flaws in the internal surface of the pipeline being repaired - burrs, cracks, welded joints and areas of significant corrosion, sometimes through. When faced with such an obstacle, it is often not possible to lay the corrugated pipe by known methods.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является принятый за прототип способ прокладки гибкой металлической трубы внутри трубы большего диаметра, при котором гибкую металлическую трубу вводят в трубу большего диаметра с помощью троса, закрепленного на конце гибкой трубы. На поверхности гибкой трубы выполнены спиральные или кольцевые выступы, а пространство между трубами заполняется жидким или порошкообразным материалом (Заявка JP № 1-25954, МКИ⁴, F 16 L 1/00, 1989).The closest technical solution to the claimed method is the prototype method of laying a flexible metal pipe inside a pipe of a larger diameter, in which a flexible metal pipe is inserted into a pipe of a larger diameter using a cable attached to the end of the flexible pipe. Spiral or circular protrusions are made on the surface of the flexible pipe, and the space between the pipes is filled with liquid or powder material (Application JP No. 1-25954, MKI ⁴ , F 16 L 1/00, 1989).

Недостатком, как уже отмечалось выше, является необходимость создания большого тягового усилия при прокладке в непрямолинейных трубопроводах большой протяженности, а также невозможность преодоления некоторых технологических и образовавшихся в процессе эксплуатации неровностей внутренней поверхности ремонтируемого трубопровода.The disadvantage, as already noted above, is the need to create great traction when laying in non-linear pipelines of great length, as well as the inability to overcome some technological and surface irregularities formed during operation of the repaired pipeline.

Известны устройства, обеспечивающие способ прокладки новой трубы в трубопровод большего диаметра при его ремонте (Патент РФ № 02117209, МПК⁷, F 16 L 55/165, 1998; СН № 0684546, F 16 L 55/18, 1996). Основной целью этих устройств являются правильная установка или монтаж новой трубы в трубопровод, а не снижение тягового усилия. Применение известного устройства (Патент РФ № 02117209, МПК⁷, F 16 L 55/165, 1998) позволяет за счет собственного веса уменьшить усилие проталкивания только на снижающихся, причем при достаточно больших углах наклона, участках ремонтируемого трубопровода.Known devices that provide a method of laying a new pipe in a larger diameter pipe during its repair (RF Patent No. 02117209, IPC ⁷ , F 16 L 55/165, 1998; SN No. 0684546, F 16 L 55/18, 1996). The main purpose of these devices is the correct installation or installation of a new pipe in the pipeline, and not a decrease in traction. The use of the known device (RF Patent No. 02117209, IPC ⁷ , F 16 L 55/165, 1998) allows, due to its own weight, to reduce the pushing force only at decreasing, and at sufficiently large tilt angles, sections of the pipeline being repaired.

Наиболее близким к заявляемому устройству является гибкая труба для ремонта непрямолинейных трубопроводов, состоящая из металлических рукавов, содержащих поверх гофрированной оболочки проволочную оплетку и снабженных равномерно по всей длине кольцами с сегментными сечениями, причем первый направляющий рукав снабжен съемным оголовком, к которому крепится трос для протягивания (Патент на полезную модель № 37404, МПК⁷, F 16 L 55/18, 2003). Недостатком устройства, несмотря на применение направляющего оголовка и антифрикционных колец, является большое усилие протягивания в случаях, когда ремонтируемый трубопровод непрямолинейный и имеет большую длину.Closest to the claimed device is a flexible pipe for repairing non-linear pipes, consisting of metal sleeves containing a wire braid over the corrugated shell and provided with rings with segmented sections evenly along the entire length, the first guide sleeve provided with a removable head to which the cable is attached for pulling ( Utility Model Patent No. 37404, IPC ⁷ , F 16 L 55/18, 2003). The disadvantage of the device, despite the use of a guide head and antifriction rings, is a large pulling force in cases where the repaired pipeline is not straight and has a large length.

Задачей данного изобретения является повышение надежности и снижение трудоемкости ремонта за счет уменьшения тягового усилия при протяжке гофрированной трубы в трубопровод большего диаметра.The objective of the invention is to increase reliability and reduce the complexity of repairs by reducing traction when pulling a corrugated pipe into a larger diameter pipe.

Поставленная задача решается способом прокладки гофрированной трубы в трубопровод большего диаметра с помощью протягивающего троса, прикрепленного к переднему торцу гофрированной трубы, отличающимся тем, что во внутреннюю полость гофрированной трубы осуществляют подачу пульсирующего давления. В процессе протягивания обеспечивают перемещение также заднего торца трубы посредством дополнительного троса, соединяющего его с передним торцом.The problem is solved by laying a corrugated pipe into a pipe of a larger diameter using a pulling cable attached to the front end of the corrugated pipe, characterized in that pulsating pressure is supplied to the internal cavity of the corrugated pipe. In the process of pulling, the rear end of the pipe is also moved by means of an additional cable connecting it to the front end.

Поставленная задача решается также устройством, содержащим гофрированную трубу с оголовком, к которому прикреплен трос для протягивания, отличающимся тем, что в центральном отверстии оголовка размещен золотник с ограничителями осевого хода, к одному концу которого крепится трос для протягивания, а другой его конец соединен посредством дополнительного троса через регулировочный узел с задним торцом гофрированной трубы, который закрыт герметичной крышкой, имеющей штуцер для подачи давления.The problem is also solved by a device containing a corrugated pipe with a head to which a pull cable is attached, characterized in that a spool with axial travel stops is placed in the central hole of the head, with a pull cable attached to one end and the other end connected via an additional cable through the adjustment unit with the rear end of the corrugated pipe, which is closed by a sealed cover having a fitting for supplying pressure.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлено устройство для прокладки гофрированной трубы в трубопровод, которое содержит гофрированную трубу 1, прокладываемую в трубопровод 2 с помощью троса 3. На передний торец гофрированной трубы навинчен оголовок 4, в котором установлен сборный золотник 5 с передним 6 и задним 7 ограничителями осевого хода. На чертеже показано положение золотника 5, при котором задний ограничитель 7 примыкает к заднему торцу оголовка 4, а передний ограничитель 6 находится на расстоянии L от переднего торца оголовка. Размер L равен максимально допускаемому удлинению гофрированной трубы. Герметизация внутренней полости гофрированной трубы со стороны ее переднего торца осуществлена двумя уплотнительными кольцами 8, а также кольцом 9. В золотник завернуты две серьги - передняя - 10 и задняя - 11. К передней серьге 10 крепится трос 3, а к задней - дополнительный трос 12. Второй конец дополнительного троса 12, находящегося внутри гофрированной трубы, крепится к серьге 13, соединенной с помощью резьбы с регулировочной втулкой 14. Вращением втулки 14 выбрано провисание троса 12. Задний торец гофрированной трубы закрыт крышкой 15 с уплотнительным кольцом 16. Крышка 15 имеет штуцер 17 для соединения со шлангом 18 подачи давления.The invention is illustrated by the drawing, which shows a device for laying a corrugated pipe into a pipe, which contains a corrugated pipe 1, laid in the pipe 2 using a cable 3. A head 4 is screwed onto the front end of the corrugated pipe, in which a pre-assembled spool 5 with a front 6 and rear 7 axial stops. The drawing shows the position of the spool 5, in which the rear stop 7 is adjacent to the rear end of the head 4, and the front stop 6 is at a distance L from the front end of the head. Dimension L is equal to the maximum allowable elongation of the corrugated pipe. The inner cavity of the corrugated pipe was sealed from the front end side by two sealing rings 8, as well as by the ring 9. Two earrings are wrapped in the spool - the front one - 10 and the back one - 11. Cable 3 is attached to the front earring 10, and an additional cable 12 is attached to the rear earring The second end of the additional cable 12, located inside the corrugated pipe, is attached to the earring 13, connected by means of a thread to the adjusting sleeve 14. The sagging of the cable 12 is selected by rotating the sleeve 14. The rear end of the corrugated pipe is closed by a cover 15 with a sealant th ring 16. The cover 15 has a connector 17 for connection with a hose 18 supply pressure.

Способ прокладывания реализуется следующим образом. При протягивании гофрированной трубы 1 с помощью троса 3 во внутреннюю полость трубы через штуцер 17 и шланг 18 подается давление по пульсирующему циклу. Это приводит к изменению длины гофрированной трубы в пределах размера L по соответствующему циклу (известное свойство гофрированных труб). При минимальном давлении тяговое усилие троса 3 передается через задний ограничитель 7 оголовку 4, т.е. прикладывается к переднему торцу гофрированной трубы. Если за счет сил трения задний торец трубы начинает "отставать", т.е. труба несколько растягивается, то тяговое усилие троса 4 частично передается и заднему торцу трубы через дополнительный трос 12. При нарастании давления внутри трубы она растягивается, и оголовок с передним концом трубы перемещается относительно золотника 5 пределах размера L по ходу протягивания, а тяговое усилие троса 3 в этом случае передается через золотник 5 и дополнительный трос 10 только заднему торцу гофрированной трубы. Таким образом, при протягивании происходит циклическое относительное движение переднего торца трубы с направляющим оголовком относительно заднего торца. Организация протягивания по пульсирующему циклу аналогична движению тел по шероховатой поверхности с вибрацией, которая, как известно, значительно уменьшает силу трения. Помимо отмеченного положительного эффекта циклическая подача давления в гофрированную трубу приводит к циклическому изменению формы ее осевой линии из-за периодической потери устойчивости. Потеря устойчивости происходит в те моменты времени, когда давление становится максимальным, размер L=0 (передний ограничитель 6 соприкасается с передним торцом оголовка 4), и дальнейшее удлинение гофрированной трубы невозможно из-за натянутого дополнительного троса 12. Циклическое изменение формы осевой линии гофрированной трубы будет облегчать ее протягивание в местах значительного повреждения внутренней поверхности трубопровода, его сварных стыках, а также в местах большой кривизны в связи с возможностью "огибания" препятствий.The laying method is implemented as follows. When pulling the corrugated pipe 1 using a cable 3 into the inner cavity of the pipe through the fitting 17 and the hose 18, pressure is applied through a pulsating cycle. This leads to a change in the length of the corrugated pipe within the size L of the corresponding cycle (a known property of corrugated pipes). At minimum pressure, the pulling force of the cable 3 is transmitted through the rear limiter 7 to the head 4, i.e. applied to the front end of the corrugated pipe. If, due to friction forces, the rear end of the pipe begins to “lag behind”, i.e. the pipe is somewhat stretched, the traction force of the cable 4 is partially transmitted to the rear end of the pipe through an additional cable 12. When the pressure inside the pipe increases, it stretches, and the head with the front end of the pipe moves relative to the spool 5 within the size L along the pull, and the traction force of the cable 3 in this case, it is transmitted through the spool 5 and the additional cable 10 only to the rear end of the corrugated pipe. Thus, when pulling, there is a cyclic relative movement of the front end of the pipe with a guide tip relative to the rear end. The organization of pulling along a pulsating cycle is similar to the movement of bodies on a rough surface with vibration, which, as you know, significantly reduces the friction force. In addition to the noted positive effect, the cyclic supply of pressure to the corrugated pipe leads to a cyclic change in the shape of its center line due to periodic loss of stability. The loss of stability occurs at those times when the pressure becomes maximum, size L = 0 (the front restrictor 6 is in contact with the front end of the head 4), and further elongation of the corrugated pipe is impossible due to the tensioned additional cable 12. Cyclical change in the shape of the axial line of the corrugated pipe it will facilitate its pulling in places of significant damage to the inner surface of the pipeline, its welded joints, as well as in places of great curvature due to the possibility of "rounding" obstacles.

Таким образом, заявляемый способ и устройство для его осуществления позволяют уменьшить тяговое усилие при прокладке гофрированных труб в трубопроводы большего диаметра, а значит снизить трудоемкость и повысить надежность ремонта трубопроводов.Thus, the inventive method and device for its implementation can reduce traction when laying corrugated pipes in pipelines of larger diameter, and thus reduce the complexity and improve the reliability of repair of pipelines.

Claims

1. A method of laying a corrugated pipe in a larger diameter pipe using a pulling cable attached to the front end of the corrugated pipe, characterized in that pulsating pressure is supplied to the internal cavity of the corrugated pipe, while also pulling the rear end of the pipe by means of an additional cable connecting it to the front end.

2. A device for implementing the method, comprising a corrugated pipe and a head to which a pull cable is attached, characterized in that a spool with axial travel stops is placed in the central hole of the head, to which a pull cable is attached to one end and the other end is connected by additional cable through the adjustment unit with the rear end of the corrugated pipe, which is closed by a sealed cover having a fitting for supplying pressure.