RU2479779C2

RU2479779C2 - Pipeline support

Info

Publication number: RU2479779C2
Application number: RU2010132513/06A
Authority: RU
Inventors: Юрий Дмитриевич Тарасов; Александр Константинович Николаев; Владимир Юрьевич Коптев
Priority date: 2010-08-02
Filing date: 2010-08-02
Publication date: 2013-04-20
Also published as: RU2010132513A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: support contains hollow foundation fixed in ground, pillar for pipeline supporting located in foundation cavity and capable of reciprocating movement, support-swivel blocks mounted at the pillar's top part and foundation bottom part. At the pillar's external surface between pillar flanges and foundation there are concentrically located two spiral compression springs with different stiffness and opposite direction of coiling. Total working force of springs in their initial position is chosen from condition to support pipeline not affected by seismic and other vertical loads. Spring length is taken considering the equality of their deformation before coils contact to maximum possible pipeline shift in vertical plane. On the element fixing the pipeline on support there mounted is a cylindrical protective shield that embraces the external spring with the gap. Shield lower edge in initial position is located below the foundation flange.

EFFECT: increase of support reliability, structure simplification, reduction of material expenses and labour input at servicing, extension of possibilities to use supports in conditions of seismic effect on the pipeline.

1 dwg

Description

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта при сооружении надземных магистральных трубопроводов для транспортирования гидросмесей, нефти и газа.The invention relates to the construction of pipeline transport in the construction of elevated trunk pipelines for transporting hydraulic mixtures, oil and gas.

Известна опора трубопровода, состоящая из закрепленного в грунте полого основания с продольными пазами, стойки для подержания трубопровода, размещенной в полости основания с возможностью смещения относительно него, и отклоняющих блоков, огибаемых канатами с закрепленными на их концах грузами с формированием полиспастной их подвески (пат. RU №2211981, С1, 7 F16L 3/26, опубл. 2000 г.).A pipeline support is known, consisting of a hollow base fixed in the ground with longitudinal grooves, a support for holding a pipeline placed in the base cavity with the possibility of displacement relative to it, and deflecting blocks enveloped by ropes with weights fixed at their ends to form their suspension block (US Pat. RU No. 2211981, C1, 7 F16L 3/26, publ. 2000).

Однако недостатками опоры являются сложность конструкции, заключающаяся в необходимости использования вращающихся элементов в виде отклоняющих блоков с подшипниками при их открытой установке, неконтролируемое положение подвижных блоков при вертикальных колебаниях трубопровода, что может привести к ударным нагрузкам на сами блоки и на взаимодействующие с ними элементы опоры, незащищенность от атмосферных осадков и попадания посторонних предметов в полиспастные системы, что может вызвать нарушения в их функционировании.However, the drawbacks of the support are the design complexity, which consists in the need to use rotating elements in the form of deflecting blocks with bearings during their open installation, the uncontrolled position of the moving blocks during vertical pipe vibrations, which can lead to shock loads on the blocks themselves and on the supporting elements interacting with them, insecurity from atmospheric precipitation and the ingress of foreign objects into the polyspast systems, which can cause disturbances in their functioning.

Известна принятая за прототип опора трубопровода, содержащая предназначенное для закрепления в грунте полое основание, в котором с противоположных сторон выполнены продольные пазы и закреплены кронштейны, стойку для поддержания трубопровода, размещенную в полости основания с возможностью возвратно-поступательного перемещения, опора снабжена опорно-поворотными узлами, установленными в в верхней части стойки и в нижней части основания, и рычагами, ось которых закреплена на кронштейне, при этом один конец рычага выполнен с возможностью упора в торец стойки, а на втором конце рычага закреплен с возможностью перемещения вдоль рычага груз для создания регулируемого усилия, воздействующего на трубопровод (пат. RU №2308633, С2, 7 F16L 3/26, опубл. 2004 г.).Known adopted for the prototype of the pipeline support, containing intended for fixing in the ground a hollow base, in which longitudinal grooves are made from opposite sides and brackets are fixed, a rack for supporting the pipeline, placed in the base cavity with the possibility of reciprocating movement, the support is equipped with support-rotary nodes installed in the upper part of the rack and in the lower part of the base, and levers, the axis of which is fixed on the bracket, while one end of the lever is made with the possibility stop at the end of the rack, and at the second end of the lever secured with the ability to move along the lever load to create an adjustable force acting on the pipeline (US Pat. RU No. 2308633, C2, 7 F16L 3/26, publ. 2004).

Недостатками известной опоры являются следующие: 1) значительные постоянно действующие контактные напряжения между поворотными рычагами и стойкой опоры из-за малой площади контакта между этими элементами, что связано с их интенсивным износом и может привести к нарушению контакта с выходом из строя опоры, 2) при вертикальном смещении трубопровода, например, при сейсмическом воздействии и связанной с ним стойки приложенный к рычагам крутящий момент, создаваемый грузами, снижается за счет уменьшения плеча приложения усилия от веса груза. Поэтому может возникнуть ситуация, когда стойка и связанный с ней трубопровод останутся в нижнем положении, т.е. опора перестанет выполнять функцию компенсирующего устройства, 3) неконтролируемое положение поворотных рычагов при вертикальных колебаниях трубопровода, что может привести к ударным нагрузкам на сами рычаги и на взаимодействующие с ними элементы опоры, 4) необходимость сезонного регулирования положения рычагов во всех опорах, что связано с повышенной трудоемкостью обслуживания трубопровода, особенно при увеличенной протяженности трассы, 5) незащищенность от атмосферных осадков и попадания посторонних предметов в пазы стоек и на рычаги, что может вызвать нарушения в функционировании системы опирания трубопровода.The disadvantages of the known supports are the following: 1) significant permanent contact stresses between the pivot arms and the strut of the support due to the small contact area between these elements, which is associated with their intensive wear and can lead to disruption of contact with the failure of the support, 2) when vertical displacement of the pipeline, for example, during seismic impact and associated strut applied to the levers, the torque generated by the loads is reduced by reducing the shoulder of the application of force from the weight of the load. Therefore, a situation may arise when the rack and the associated pipeline remain in the lower position, i.e. the support will cease to fulfill the function of a compensating device, 3) the uncontrolled position of the rotary levers with vertical pipeline vibrations, which can lead to shock loads on the levers themselves and the supporting elements interacting with them, 4) the need for seasonal adjustment of the position of the levers in all supports, which is associated with increased the complexity of servicing the pipeline, especially with an increased length of the route, 5) insecurity from atmospheric precipitation and the ingress of foreign objects into the grooves of the racks and growling gi, which can cause disturbances in the functioning of the pipeline support system.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы опор трубопровода, упрощение конструкции опор с соответствующим снижением материальных затрат и трудоемкости при обслуживании трубопровода в процессе его эксплуатации, расширение возможности использования опор в условиях сейсмического воздействия на трубопровод.The technical result of the invention is to increase the reliability of the pipeline supports, simplifying the design of the supports with a corresponding reduction in material costs and laboriousness when servicing the pipeline during its operation, expanding the possibility of using the supports in conditions of seismic effects on the pipeline.

Технический результат достигается тем, что в опоре трубопровода, содержащей предназначенное для закрепления в грунте полое основание, стойку для поддержания трубопровода, размещенную в полости основания с возможностью возвратно-поступательного перемещения, опора снабжена опорно-поворотными узлами, установленными в верхней части стойки и в нижней части основания, устройство для регулирования усилия, воздействующего на трубопровод при его вертикальном смещении, между фланцем на стойке в зоне примыкания стойки к верхнему поворотному узлу и фланцем основания размещены две спиральные пружины сжатия, концентрично расположенные друг относительно друга и относительно наружной поверхности стойки, при этом направление навивки пружин принято противоположным друг другу, а их жесткость принята различной, причем суммарное рабочее усилие пружин в их исходном положении выбирается из условия поддержания трубопровода, не подверженного сейсмической и другим вертикальным нагрузкам, а длина пружин принята исходя из равенства их деформации до соприкосновения витков максимально возможному смещению трубопровода в вертикальной плоскости, пружины размещены с возможностью поворота относительно них в горизонтальной плоскости ограничивающих их фланцев на стойке и основании, а на фиксирующем трубопровод на опоре элементе с помощью подвесок и крепежных приспособлений установлен защитный кожух цилиндрической формы, который с минимальным зазором охватывает наружную пружину, а нижняя кромка кожуха в исходном положении элементов опоры размещена ниже фланца основания.The technical result is achieved by the fact that in the pipe support containing a hollow base designed to be fixed in the ground, a rack for supporting the pipe placed in the base cavity with the possibility of reciprocating movement, the support is equipped with support-rotary nodes installed in the upper part of the rack and in the lower parts of the base, a device for regulating the force acting on the pipeline during its vertical displacement, between the flange on the rack in the zone of contact of the rack with the upper rotary two spiral compression springs are arranged concentrically with respect to each other and relative to the outer surface of the strut and the spring flange of the base, the direction of winding the springs taken opposite to each other, and their stiffness taken different, and the total working force of the springs in their original position is selected from the maintenance condition a pipeline that is not subject to seismic and other vertical loads, and the length of the springs is taken based on the equality of their deformation until the coils touch as much as possible possible displacement of the pipeline in the vertical plane, the springs are rotatable relative to them in the horizontal plane of the flanges bounding them on the rack and base, and on the fixing pipe on the support element with the help of suspensions and fasteners, a protective casing of cylindrical shape is installed, which with a minimum gap covers the outer a spring, and the lower edge of the casing in the initial position of the support elements is located below the base flange.

Опора трубопровода представлена на чертеже в поперечном разрезе.The pipeline support is shown in the drawing in cross section.

Опора трубопровода 1 содержит предназначенное для закрепления в грунте 2 полое основание 3, стойку 4 для поддержания трубопровода 1, размещенную в полости основания 3 с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Опора снабжена опорно-поворотными узлами 5 и 6, установленными в верхней части стойки 4 и в нижней части основания 3, устройство для регулирования усилия, воздействующего на трубопровод 1 при его вертикальном смещении. Это устройство выполнено в виде размещенных между фланцем 7 на стойке 4 в зоне примыкания стойки 4 к верхнему поворотному узлу 5 и фланцем 8 основания 3 двух спиральных пружин сжатия 9 и 10, концентрично расположенных относительно друг друга и относительно наружной поверхности стойки 4. При этом направление навивки пружин 9 и 10 принято противоположным друг другу, а их жесткость принята различной. Причем суммарное рабочее усилие пружин 9 и 10 в их исходном положении выбирается из условия поддержания трубопровода 1, не подверженного сейсмической и другим вертикальным нагрузкам, а длина пружин 9 и 10 принята исходя из равенства их деформации до соприкосновения витков максимально возможному смещению трубопровода 1 в вертикальной плоскости. Пружины 9 и 10 размещены с возможностью поворота относительно них в горизонтальной плоскости ограничивающих их фланцев 7 и 8 на стойке 4 и основании 3. На фиксирующем трубопровод 1 на опоре элементе 11 с помощью подвесок 12, 13 и крепежных приспособлений 14, 15 установлен защитный кожух 16 цилиндрической формы, который с зазором охватывает наружную пружину 10, а нижняя кромка кожуха 16 в исходном положении элементов опоры размещена ниже фланца 8 основания 3.The support of the pipeline 1 contains a hollow base 3 intended for fixing in the soil 2, a rack 4 for supporting the pipeline 1, which is placed in the cavity of the base 3 with the possibility of reciprocating movement. The support is equipped with rotary nodes 5 and 6, installed in the upper part of the rack 4 and in the lower part of the base 3, a device for regulating the force acting on the pipeline 1 during its vertical displacement. This device is made in the form of two spiral compression springs 9 and 10 located concentrically relative to each other and relative to the outer surface of the rack 4. located between the flange 7 on the rack 4 in the zone of abutment of the rack 4 to the upper rotary assembly 5 winding springs 9 and 10 are taken to be opposite to each other, and their stiffness is accepted different. Moreover, the total working force of the springs 9 and 10 in their initial position is selected from the condition of maintaining the pipeline 1, not subject to seismic and other vertical loads, and the length of the springs 9 and 10 is adopted based on the equality of their deformation to the contact of the turns to the maximum possible displacement of the pipe 1 in the vertical plane . The springs 9 and 10 are rotatably mounted relative to them in the horizontal plane of the flanges 7 and 8 bounding them on the stand 4 and the base 3. On the fixing pipe 1 on the support element 11 with the help of suspensions 12, 13 and fastening devices 14, 15 a protective cover 16 is installed a cylindrical shape, which with a gap covers the outer spring 10, and the lower edge of the casing 16 in the initial position of the support elements is located below the flange 8 of the base 3.

При эксплуатации трубопровода 1 и его вертикальных перемещениях при сезонных перемещениях грунтов или сейсмических воздействиях стойка 4 смещается относительно основания 3 при упругом сжатии пружин 9 и 10, благодаря чему исключаются динамические нагрузки на трубопровод 1 и обеспечивается его надежное возвращение в исходное положение по вертикали. Противоположное направление навивки пружин 9 и 10 исключает возможность их взаимного захвата витками при деформации пружин. При этом компенсирующая способность опоры обеспечивается в широком диапазоне вертикальных перемещений трубопровода 1. Наличие двух пружин сжатия 9 и 10 различной жесткости позволяет в зависимости от конкретных условий прокладки трубопровода 1 и сейсмической обстановки в районе его прокладки выбирать соответствующий параметры пружин 9 и 10. Защитный кожух 16 предохраняет от попадания атмосферных осадков и посторонних предметов в поддерживающие пружины 9 и 10. Конструкция опоры полностью исключает возможность попадания атмосферных осадков и посторонних предметов во внутреннюю полость опоры. Периодический осмотр пружин 9 и 10 производится путем смещения кожуха 16 вниз при съеме крепежных приспособлений 14 и 15.During operation of the pipeline 1 and its vertical movements during seasonal soil movements or seismic influences, the rack 4 is shifted relative to the base 3 with elastic compression of the springs 9 and 10, which eliminates dynamic loads on the pipeline 1 and ensures its reliable vertical return to its original position. The opposite direction of winding the springs 9 and 10 excludes the possibility of their mutual capture by coils during deformation of the springs. In this case, the compensating ability of the support is ensured in a wide range of vertical displacements of the pipeline 1. The presence of two compression springs 9 and 10 of different stiffness makes it possible, depending on the specific conditions for laying the pipeline 1 and the seismic situation in the area of its laying, the corresponding parameters of the springs 9 and 10. Protective cover 16 protects against atmospheric precipitation and foreign objects in the supporting springs 9 and 10. The design of the support completely eliminates the possibility of atmospheric precipitation and foreign objects into the internal cavity of the support. Periodic inspection of the springs 9 and 10 is carried out by moving the casing 16 down while removing the fastening devices 14 and 15.

Отличительные признаки изобретения обеспечивают повышение надежности работы опор трубопровода, упрощение конструкции опор с соответствующим снижением материальных затрат и трудоемкости при обслуживании трубопровода в процессе его эксплуатации, расширение возможности использования опор в условиях сейсмического воздействия на трубопровод.Distinctive features of the invention provide increased reliability of the support of the pipeline supports, simplification of the construction of the supports with a corresponding reduction in material costs and laboriousness when servicing the pipeline during its operation, expanding the possibility of using supports under seismic effects on the pipeline.

Claims

Pipeline support, containing a hollow base intended for fixing in the ground, a rack for supporting the pipeline, positioned in the base cavity with the possibility of reciprocating movement, the support is provided with support-and-rotate assemblies installed in the upper part of the rack and in the lower part of the base, a force control device acting on the pipeline with its vertical displacement, characterized in that between the flange on the rack in the zone of contact of the rack with the upper rotary assembly and the base flange two spiral compression springs are arranged concentrically located relative to each other and relative to the outer surface of the rack, while the direction of winding the springs is taken to be opposite to each other, and their stiffness is taken different, and the total working force of the springs in their initial position is selected from the condition of maintaining the pipeline, not subject seismic and other vertical loads, and the length of the springs is taken based on the equality of their deformation until the coils touch the maximum possible displacement of the pipes wires in the vertical plane, the springs are rotatable relative to them in the horizontal plane of the flanges bounding them on the rack and base, and on the fixing pipe on the support element with the help of suspensions and fasteners, a protective casing of a cylindrical shape is installed, which covers the outer spring with a gap, and the lower edge of the casing in the initial position of the support elements is located below the base flange.