RU2519126C2 - Хомут для вертикального трубопровода - Google Patents
Хомут для вертикального трубопровода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2519126C2 RU2519126C2 RU2011139222/06A RU2011139222A RU2519126C2 RU 2519126 C2 RU2519126 C2 RU 2519126C2 RU 2011139222/06 A RU2011139222/06 A RU 2011139222/06A RU 2011139222 A RU2011139222 A RU 2011139222A RU 2519126 C2 RU2519126 C2 RU 2519126C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- clamp
- vertical pipeline
- fiber
- vertical
- composite material
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 26
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 claims description 22
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 claims 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 claims 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000030279 gene silencing Effects 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 4
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 4
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 241000191291 Abies alba Species 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000011208 reinforced composite material Substances 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/10—Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
- E21B17/1035—Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers for plural rods, pipes or lines, e.g. for control lines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L3/00—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets
- F16L3/08—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L3/00—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets
- F16L3/08—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing
- F16L3/10—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets substantially surrounding the pipe, cable or protective tubing divided, i.e. with two or more members engaging the pipe, cable or protective tubing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L3/00—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets
- F16L3/22—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets specially adapted for supporting a number of parallel pipes at intervals
- F16L3/23—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets specially adapted for supporting a number of parallel pipes at intervals for a bundle of pipes or a plurality of pipes placed side by side in contact with each other
- F16L3/233—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets specially adapted for supporting a number of parallel pipes at intervals for a bundle of pipes or a plurality of pipes placed side by side in contact with each other by means of a flexible band
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Clamps And Clips (AREA)
- Supports For Pipes And Cables (AREA)
- Gripping Jigs, Holding Jigs, And Positioning Jigs (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Eye Examination Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к хомутам для вертикального трубопровода. Хомут для вертикального трубопровода состоит из нескольких частей и предназначен для удерживания нескольких труб для текучей среды параллельно и на некотором расстоянии от стального трубопровода, имеющего защитное покрытие. Трубопровод соединяет устье скважины на морском дне с надводным судном. Хомут крепится к вертикальному трубопроводу за счет силы трения и без возможности поворота трубопровода и содержит несколько седел для удерживания труб для текучей среды. Хомут имеет внутреннюю опорную поверхность из армированного волокном композитного материала, которая по существу комплементарна имеющей защитное покрытие наружной поверхности трубопровода и прилегает к ней. Хомут затягивается с помощью затягивающих средств, действующих в окружном направлении. Изобретение повышает надежность соединения хомута с вертикальным трубопроводом. 12 з.п. ф-лы, 9 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к хомуту для вертикального трубопровода, состоящему из нескольких частей и предназначенному для удерживания нескольких труб для текучей среды параллельно стальному вертикальному трубопроводу, имеющему защитное покрытие, и на расстоянии от этого трубопровода, причем вертикальный трубопровод предназначен для установки в море с целью соединения устья скважины на морском дне с надводным судном, а хомут предназначен для крепления к указанному трубопроводу за счет силы трения и без возможности поворота и снабжен несколькими седлами для удерживания соответствующих труб для текучей среды,
Такие вертикальные трубопроводы обычно используется как трубопроводы для бурильных труб, т.е. для направления бурильной колонны вниз по трубопроводу, через противовыбросовое устройство и фонтанную арматуру на морском дне и далее вниз в морское дно для бурения нефтяной или газовой скважины.
Снаружи к трубопроводам крепятся более тонкие стальные трубы. Стальные трубы имеют различный диаметр и предназначены для транспортировки различных текучих сред, необходимых для выполнения определенных работ на фонтанной арматуре и противовыбросовом устройстве на морском дне. Обычно две трубы наибольшего диаметра являются трубами штуцерной линии и линии глушения. Труба линии глушения предназначена для аварийного запирания скважины путем приведения в действие отсекающего запорного устройства. Труба штуцерной линии может использоваться для контроля / регулировки давления в скважине. Кроме того, предусмотрены «резервные трубы» и гидравлические трубы для работы клапанов и запирающих плашек.
Трубопроводы обычно собирают из отрезков труб определенной длины, например, в данном случае длиной 22 м. Их концы соединяют посредством штыкового соединения, которое хорошо выдерживает давление и является герметичным. Однако эти штыковые соединения несколько расширяются в радиальном направлении и потому тонкие трубы должны быть расположены на расстоянии от поверхности вертикального трубопровода. Это достигается с помощью седел для труб, задающих расстояние между тонкими трубами и поверхностью вертикального трубопровода. Типовое расстояние между хомутами в продольном направлении вертикального трубопровода составляет 2-3 м.
Особая проблема, связанная с этими тонкими трубами, состоит в том, что они могут смещаться при периодическом изменении и при сбросе высокого давления, порядка 300 бар. При повышении давления возникают очень большие осевые толкающие силы, которые могут привести к изгибу труб для текучей среды, несмотря на их очень толстые стенки. (Например, труба для текучей среды с наружным диаметром 75 мм имеет внутренний диаметр всего 25 мм.) Это приводит к тому, что на хомуты действуют огромные крутящие силы. Крутящий момент возрастает из-за того, что седла труб находятся на расстоянии от поверхности вертикального трубопровода.
Проблема существующих стальных хомутов для вертикального трубопровода состоит в том, что они могут поворачиваться вокруг него, что в указанных ситуациях приводит к местной остаточной деформации. Это явление поясняется на фиг.1. Не улучшает положение и тот факт, что существует требование к поверхностной обработке вертикальных трубопроводов, т.е. что они должны быть покрыты защитным антикоррозионным слоем, например эпоксидной смолой, эмалью или краской. Поэтому понятно, что в защитном слое не должно появляться выбоин как при сборке, так и в результате указанного поворота, чтобы морская вода не попадала на металл. Кроме того, такой слой делает поверхность более гладкой, что уменьшает коэффициент трения между хомутом и вертикальным трубопроводом.
Основной целью настоящего изобретения является создание технического решения, увеличивающего трение между хомутом и поверхностью вертикального трубопровода.
Эта цель достигается благодаря созданию хомута описанного типа, отличающегося тем, что он имеет внутреннюю опорную поверхность из армированного волокном композитного материала, которая по существу комплементарна наружной поверхности вертикального трубопровода, имеющей защитное покрытие, и прилегает к ней, при этом хомут затягивается с помощью действующих в окружном направлении затягивающих средств. Композитный материал содержит полимерную матрицу, являющуюся составной частью композитного материала, которая контактирует с поверхностью вертикального трубопровода, а волоконная арматура находится непосредственно за контактной поверхностью.
Предполагается, что выгодные фрикционные свойства достигаются отчасти благодаря модулю упругости армированного композитного материала, равного примерно 10 ГПа, тогда как модуль упругости стали составляет порядка 210 ГПа.
Как известно, модуль упругости характеризует зависимость между приложенной силой и удлинением материала.
Другое важное предположение касается стяжных средств, действующих в окружном направлении. Соответствующее теоретическое обоснование приводится при рассмотрении фиг.7 и 8.
Согласно первому варианту осуществления изобретения хомут для вертикального трубопровода состоит из основной части из металла и базовой части из армированного волокном композитного материала, причем нижняя часть обеспечивает прокладку между основной частью и поверхностью вертикального трубопровода.
Согласно второму варианту осуществления изобретения предпочтительному, в том числе и по причине уменьшения веса, хомут состоит из основной части из армированного волокном композитного материала и базовой части из армированного волокном композитного материала, которая обеспечивает прокладку между основной частью и поверхностью вертикального трубопровода. Этот вариант осуществления особенно предпочтителен для глубоких вод, где из-за веса возникают проблемы и ограничения.
Толщина указанной прокладки из армированного волокном композитного материала может составлять 2-4 мм, предпочтительно 3 мм.
Согласно третьему варианту осуществления изобретения все части хомута для восходящего трубопровода могут быть выполнены из одного и того же куска армированного волокном композитного материала. Это значит, что прокладка отсутствует, что в некоторых ситуациях приемлемо.
Армированный волокном композитный материал может содержать волокна по меньшей мере одного волокнистого материала, выбранного из технических волокон/тканей, таких как углеродное волокно, арамидное волокно и стекловолокно.
Армированный волокном композитный материал может содержать полимерную матрицу, выбранную из группы, включающей винилэфир, полиэфир, эпоксидную смолу и термопластики.
Затягивающие средства хомута, действующие в окружном направлении, могут представлять собой стяжные ленты, обладающие достаточной прочностью на растяжение, которыми хомут стягивается на трубопроводе. Стяжная лента может содержать серьги с затяжными винтами. Преимущество стяжных лент в том, что трение происходит по всей поверхности, и исключаются точечные нагрузки.
Целесообразно, чтобы хомут для вертикального трубопровода имел выступающие фланцы, в которые упираются действующие в окружном направлении стяжные ленты.
Хомут для вертикального трубопровода может состоять из двух частей, расположенных напротив друг друга для охвата трубопровода.
В еще одном варианте осуществления изобретения две половины хомута трубопровода могут быть шарнирно соединены друг с другом, например, весь хомут может быть выполнен в виде одной детали, но с линией ослабления в одном месте, действующей как шарнир, так что хомут может раскрываться для крепления на трубопроводе, несмотря на то, что он представляет собой единую деталь. Как альтернатива можно использовать шарнир обычного типа.
Для использования в качестве прокладки в обычных стальных хомутах для трубопроводов было испытано много различных эластомерных материалов, однако трение между хомутом и поверхностью трубопровода оказалось недостаточным.
Другие цели, особенности и преимущества изобретения будут понятны из дальнейшего описания предпочтительных вариантов его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, где:
на фиг.1 показана поврежденная секция вертикального трубопровода для иллюстрации проблемы, решаемой изобретением,
на фиг.2 показан хомут для вертикального трубопровода с седлом для трубы согласно изобретению,
на фиг.3 показана лента, имеющая затягивающие средства для крепления к вертикальному трубопроводу,
на фиг.4 показан в аксонометрии в разобранном виде весь хомут для вертикального трубопровода,
на фиг.5 показан в аксонометрии хомут для вертикального трубопровода в собранном виде,
на фиг.6А показан в аксонометрии вертикальный трубопровод с установленными хомутами согласно изобретению,
на фиг.6B показан фрагмент, ограниченный окружностью на фиг.6А, в увеличенном масштабе и
на фиг.7 и 8 показано затягивание хомута с помощью болта и затягивание хомута с помощью средства, действующего в окружном направлении, соответственно.
Для лучшего понимания проблемы, которую решает изобретение, на фиг.1 изображен центральный вертикальный трубопровод 10, окруженный трубами меньшего диаметра, такими как трубы 11 штуцерной линии и линии глушения, а также гидравлическими трубами 14. Каждая секция 10 вертикального трубопровода имеет концевые фитинги 13, так что можно соединить между собой большое количество секций для образования вертикального трубопровода. Концевые фитинги 13 имеют ориентирующие средства, которые обеспечивают правильное соединение друг с другом труб 11, 14 малого диаметра при соединении секций 10 трубопровода.
Трубы 11, 14 крепятся к вертикальному трубопроводу 10 хомутами 12, как правило, из стандартной стали подходящей марки. Таким образом хомуты 12 в некоторых ситуациях оказались негодными в том плане, что они не могут препятствовать продольному изгибу труб 11, 14. Хомуты 2 не выдерживают и поворачиваются вокруг трубопровода 10, так что возникает картина, показанная на фиг.1, которая грозит последующим разрушением.
На фиг.2 показаны в аксонометрии основные части нового хомута 1 для вертикального трубопровода, имеющие типичную конфигурацию, и седло 1' для трубы, при этом две половины 1а и 1b хомута находятся напротив друг друга. Внутренняя поверхность 2 хомута 1 предназначена и рассчитана для его жесткого, не допускающего поворота, крепления к трубопроводу 10 за счет силы трения. Вертикальные трубопроводы такого типа главным образом предназначены для бурения и устанавливаются в море для соединения устья скважины на морском дне с надводным судном. Трубопроводы 10 имеют защитное покрытие, т.е. покрыты защитным противокоррозионным слоем, например лаком или краской.
Хомут 1 содержит несколько седел 1' для труб, выполненных комплементарно поверхностям труб для текучей среды и предназначенных для их удерживания вокруг трубопровода 10 на расстоянии от него. Внутренняя опорная поверхность 2 хомута 1 выполнена из армированного волокном или упрочненного композитного материала, который будет контактировать с наружной поверхностью вертикального трубопровода 10, обычно стального.
В первом варианте осуществления изобретения (не показан) хомут имеет основную часть из стали и дополнительную часть из армированного волокном композитного материала. В этом варианте дополнительная часть является как бы прокладкой между основной частью и поверхностью трубопровода. Прокладка из армированного волокном композитного материала не очень толстая, обычно ее толщина составляет 2-4 мм.
Во втором варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.2, хомут 1 изготовлен из одного и того же куска армированного волокном композитного материала, предпочтительно монолитного. Армирующим волокном в композитном материале может быть, например, углеродное волокно, арамидное волокно и стекловолокно. Волокна внедрены в полимерную матрицу, например винилэфир, полиэфир или эпоксидную смолу.
Армированный волокном композитный материал выполнен слоистым, т.е. армирующие волокна расположены в связующем материале слоями. Именно волоконная арматура является несущим нагрузку конструктивным элементом в композитном материале. Отдельные армирующие волокна собраны в «нити», которые могут быть соединены друг с другом в виде сетки или ткани. Обычно все нити лежат в одной плоскости, без прохождения одних нитей под или над другими, как при переплетении. Нити могут быть ориентированы удобным образом с учетом направлений действия основных сил. Например, нити могут быть расположены перпендикулярно или под острым углом друг к другу. Должно быть понятно, что в контакте с трубопроводом находится связующий материал, а волоконная арматура расположена внутри относительно опорной поверхности. Расстояние между опорной поверхностью и соседним внедренным слоем армирующего волокна выбирается для каждого конкретного применения.
Чтобы дополнительно улучшить затягивание, контактная поверхность может иметь заданную текстуру, т.е. рельеф беспорядочный или повторяющийся. Можно предусмотреть, чтобы уже на операции прессования вниз в пресс-форму укладывали ткань, одна сторона которой соприкасается со связующим материалом. Эта ткань также обеспечивает защиту при транспортировке, препятствуя возможным повреждениям и попаданию грязи, и отрывается при установке хомута.
Как показано на фиг.3, хомут 1 стягивают на вертикальном трубопроводе 10 стяжной лентой 5, имеющей достаточную прочность на растяжение. Стяжная лента 5 содержит серьги 6 с затяжными винтами 7. Чтобы избежать растяжения хомута 1 в окружном направлении, между ним и стяжной лентой 5 можно поместить вещество, улучшающее скольжение, например смазку. Благодаря этому в процессе натяжения стяжная лента 1 будет двигаться относительно наружной поверхности хомута 1, а хомут 1 не будет поворачиваться по поверхности трубопровода 10.
На фиг.4 показан хомут 1 трубопровода, имеющий другие составные части. Хомут 1, как и прежде, состоит из двух половин 1а и 1b, содержащих соответствующие седла 1' для труб. Хомут 1 окружает вертикальный трубопровод 10, который для упрощения чертежа изображен в виде короткого отрезка. С одной стороны хомута 1 показаны трубы 3а и 3b разного диаметра, такие как упомянутые ранее трубы штуцерной линии и линии глушения и гидравлические трубы. Эти трубы помещаются в выемки 1'' соответствующих седел и могут закрепляться с помощью соответствующих скоб 4а, 4b, 4c. Скобы 4а, 4b, 4c могут быть шарнирными и крепиться с помощью болтов и гаек (см. фиг.5). Болты проходят через показанные отверстия в седлах 1' для труб и в скобах 4а, 4b, 4c. В данном варианте осуществления изобретения предусмотрено пять выемок 1'' для удерживания пяти труб. Радиус кривизны выемок 1'' в седлах соответствует диаметру размещаемых в них труб.
В некоторых вариантах имеется прокладка 8, но ее наличие не является обязательным. Прокладка 8 выполнена из армированного или усиленного волокном композитного материала. Если хомут 1 изготовлен из металла, такого как алюминий, алюминиевый сплав, титан или сталь, то прокладка 8 должна быть обязательно. Если хомут 1 изготовлен только из армированного волокном композитного материала, то прокладка 8 может быть или может отсутствовать. Толщина прокладки 8 равна примерно 2-4 мм, но может быть и другой.
Как указано выше, каждый хомут 1 затягивается на трубопроводе 10 стяжными лентами 5, обладающими достаточной прочностью на растяжение. На фиг.4 показаны две стяжные ленты 5, которые должны находиться с обеих сторон от седла 1' для трубы, если смотреть вдоль трубопровода 10. Части 1а и 1b хомута имеют соответствующие выступающие радиально наружу фланцы 1c, 1d, способствующие удерживанию стяжных лент 5 на хомуте 10 на месте, т.е. между фланцем 1c, 1d и седлами 1'. Стяжные ленты 5 включают серьги 6 с затяжным винтом 7. Каждая серьга 7 проходит через петлю 5а в стяжной ленте 5, а один затяжной винт 7 установлен по центру, что позволяет выровнить усилия, возникающие в двух стяжных лентах 5.
На фиг.5 хомут 1 показан в полностью собранном состоянии. Части 1а и 1b хомута расположены напротив друг друга, а линия D их раздела проходит радиально посередине седла 1', предназначенного для приема только одной трубы. Хомут 1 может быть либо разделен на части, либо шарнирно соединен в зоне O вблизи элементов 6, 7 серьги. В остальном конструкция аналогична представленной на фиг.4 и в дальнейшем описании не нуждается.
На фиг.6А показан окончательно собранный вертикальный трубопровод 20, на котором установлено несколько хомутов 1 согласно изобретению. Хомуты 1 держат трубы штуцерной линии и линии глушения и гидравлические трубы в соответствии с каждым предполагаемым применением. Следует отметить, что крепление хомутов 1 надо осуществлять очень тщательно, чтобы седла были расположены по одной линии и каждая труба проходила прямолинейно, насколько это возможно.
Фиг.6B изображает в увеличенном масштабе фрагмент фиг.6А. Показан центральный вертикальный трубопровод 10 с прикрепленными к нему хомутами 1. Более толстая труба 3b штуцерной линии и линии глушения и более тонкая гидравлическая труба 3а удерживаются седлом 1' и закреплены скобами 4а, 4b. На фиг.6В показано, что хомут 1 держит три толстые трубы и три тонкие трубы. Стяжные ленты 5 те же, что и на фиг.4.
Далее со ссылками на фиг.7 и 8 представлено теоретическое обоснование использования затягивающих средств, действующих в окружном направлении. Изобретение направлено на предотвращение относительного движения контактных поверхностей при затягивании. При затягивании зажимного механизма, охватывающего какой-либо круглый объект, этот объект под действием затягивающей силы будет удлиняться. Трение между двумя объектами будет стремиться препятствовать этому удлинению. В результате затягивания возникает сила трения между объектами и нормальная сила, перпендикулярная к поверхностям, которыми затягивающий объект и круглый объект контактируют друг с другом. При затягивании сила трения является нежелательной, поскольку она нарушает процесс затягивания, но после окончания затягивания трение желательно, чтобы охватываемый объект был неподвижен.
На фиг.7 показано, что происходит при затягивании с помощью обычного болта. Затягивание осуществляется в результате движения U концов зажимного объекта друг к другу. Движению препятствует трение между круглым объектом и зажимным объектом (хомутом), из-за чего последний удлиняется неравномерно, то есть
e1>e2>e3>e4>е5.
Это нежелательно из-за невозможности контролировать затягивание. Для максимального контроля желательно, чтобы удлинение было равномерным:
e1=e2=e3=e4=e5=k.
Если затягивать не зажимной объект (хомут), а третий объект, например ленту, то вся затягивающая сила передается на круглый объект по нормали, а не в виде силы сдвига, вызванной трением между объектами. Это достигается благодаря большому трению между контактирующими поверхностями зажимного объекта и круглого объекта, тогда как трение между зажимным объектом и третьим объектом уменьшается.
На фиг.8 это проиллюстрировано на примере ленты, действующей в окружном направлении. При затягивании с помощью третьего объекта "e1-e5" зажимного объекта равны нулю, поскольку он не удлиняется.
Удлиняется только стяжной объект, имеющий небольшое трение (например, благодаря смазке между ним и зажимным объектом), при этом справедливо следующее соотношение:
e1>e2>е3>e4>e5→e1=e2=e3=e4=e5=k, когда коэффициент трения µ→0.
Это значит, что при уменьшении коэффициента трения между стяжным объектом и зажимным объектом затягивание становится близким к идеальному, без ухудшения функции зажимного объекта, который может иметь большой коэффициент трения с круглым объектом.
Claims (13)
1. Хомут (1) для вертикального трубопровода, состоящий из нескольких частей и предназначенный для удерживания нескольких труб (11) для текучей среды параллельно стальному вертикальному трубопроводу (10), имеющему защитное покрытие, и на расстоянии от этого трубопровода (10), причем вертикальный трубопровод (10) предназначен для установки в море с целью соединения устья скважины на морском дне с надводным судном, а хомут (1) предназначен для крепления к указанному трубопроводу (10) посредством силы трения и без возможности поворота и снабжен несколькими седлами (1') для удерживания соответствующих труб (11) для текучей среды,
отличающийся тем, что хомут (1) имеет внутреннюю опорную поверхность (2) из армированного волокном композитного материала, которая по существу комплементарна наружной поверхности вертикального трубопровода (10), имеющего защитное покрытие, и предназначена для прилегания к ней, причем хомут (1) затягивается с помощью действующих в окружном направлении стяжных лент (5).
отличающийся тем, что хомут (1) имеет внутреннюю опорную поверхность (2) из армированного волокном композитного материала, которая по существу комплементарна наружной поверхности вертикального трубопровода (10), имеющего защитное покрытие, и предназначена для прилегания к ней, причем хомут (1) затягивается с помощью действующих в окружном направлении стяжных лент (5).
2. Хомут для вертикального трубопровода по п.1, отличающийся тем, что он состоит из основной части из металла и дополнительной части из армированного волокном композитного материала, которая образует прокладку между основной частью и поверхностью вертикального трубопровода.
3. Хомут для вертикального трубопровода по п.1, отличающийся тем, что он состоит из основной части из армированного волокном композитного материала и дополнительной части тоже из армированного волокном композитного материала, которая образует прокладку между основной частью и поверхностью вертикального трубопровода (10).
4. Хомут для вертикального трубопровода по п.2 или 3, отличающийся тем, что прокладка из армированного волокном композитного материала имеет толщину порядка 2-4 мм.
5. Хомут для вертикального трубопровода по п.1, отличающийся тем, что каждая его часть изготовлена из одного и того же куска армированного волокном композитного материала.
6. Хомут для вертикального трубопровода по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что армированный волокном композитный материал содержит волокна по меньшей мере одного материала, выбранного из группы, включающей углеродное волокно, арамидное волокно и стекловолокно.
7. Хомут для вертикального трубопровода по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что армированный волокном композитный материал содержит связующий полимерную матрицу, выбранную из группы, включающей винилэфир, полиэфир и эпоксидную смолу.
8. Хомут для вертикального трубопровода по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что каждая действующая в окружном направлении затягивающая лента (5) (средство) хомута (1) для вертикального трубопровода (10) (стяжная лента (5)) имеет подходящую прочность на растяжение (для стягивания хомута (1) на вертикальном трубопроводе (10)).
9. Хомут для вертикального трубопровода по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что стяжная лента (5) содержит серьги (6) с затяжными винтами (7).
10. Хомут для вертикального трубопровода по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что он имеет выступающие фланцы, в которые упираются действующие в окружном направлении стяжные ленты (5).
11. Хомут для вертикального трубопровода по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что он состоит из двух половин (1а, 1b), расположенных напротив друг друга для охвата вертикального трубопровода (10).
12. Хомут для вертикального трубопровода по п.11, отличающийся тем, что две его половины шарнирно соединены друг с другом.
13. Хомут для вертикального трубопровода по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что его внутренняя поверхность имеет беспорядочную или повторяющуюся текстуру.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20091125A NO329775B1 (no) | 2009-03-17 | 2009-03-17 | Stigerørsklemme |
| NO20091125 | 2009-03-17 | ||
| PCT/NO2010/000101 WO2010107322A1 (en) | 2009-03-17 | 2010-03-17 | Riser clamp |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011139222A RU2011139222A (ru) | 2013-04-27 |
| RU2519126C2 true RU2519126C2 (ru) | 2014-06-10 |
Family
ID=42739827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011139222/06A RU2519126C2 (ru) | 2009-03-17 | 2010-03-17 | Хомут для вертикального трубопровода |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8783630B2 (ru) |
| EP (1) | EP2408997A1 (ru) |
| KR (1) | KR20110135967A (ru) |
| CN (1) | CN102348864B (ru) |
| AU (1) | AU2010225508A1 (ru) |
| BR (1) | BRPI1009280B1 (ru) |
| CA (1) | CA2754805A1 (ru) |
| MX (1) | MX2011008985A (ru) |
| NO (1) | NO329775B1 (ru) |
| RU (1) | RU2519126C2 (ru) |
| WO (1) | WO2010107322A1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU172791U1 (ru) * | 2017-03-14 | 2017-07-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) | Хомут съемный |
| RU2807139C1 (ru) * | 2022-11-23 | 2023-11-09 | Юрий Иванович Духанин | Криогенный трубопровод |
Families Citing this family (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8870233B2 (en) | 2007-07-03 | 2014-10-28 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Swivel joint with uniform ball bearing requirements |
| US8261771B2 (en) | 2009-04-20 | 2012-09-11 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Flowline flapper valve |
| CA2767042C (en) | 2009-06-03 | 2017-08-15 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Plug valve indicator |
| GB201014182D0 (en) * | 2010-08-25 | 2010-10-06 | Luffrum Simon | Method and apparatus for riser performance optimisation |
| NO332565B1 (no) * | 2011-01-10 | 2012-10-29 | Compocean As | Modulaere rorklammer |
| GB2498808B (en) | 2012-01-30 | 2015-05-13 | Acergy France SAS | Stoppers for structures attached to hybrid riser towers |
| GB2520218A (en) | 2012-08-16 | 2015-05-13 | Spm Flow Control Inc | Plug valve having preloaded seal segments |
| US9273543B2 (en) | 2012-08-17 | 2016-03-01 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Automated relief valve control system and method |
| US9322243B2 (en) | 2012-08-17 | 2016-04-26 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Automated relief valve control system and method |
| GB201220289D0 (en) | 2012-11-12 | 2012-12-26 | Airbus Operations Ltd | A mount for a cable harness |
| US9590403B2 (en) * | 2013-01-25 | 2017-03-07 | A. Raymond Et Cie | Wire management system |
| USD707332S1 (en) | 2013-03-15 | 2014-06-17 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Seal assembly |
| USD707797S1 (en) | 2013-03-15 | 2014-06-24 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Seal segment |
| US9568138B2 (en) | 2013-07-01 | 2017-02-14 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Manifold assembly |
| US9512941B2 (en) * | 2013-07-23 | 2016-12-06 | Hawken Holdings, Llc | Conduit guide apparatus, system, and method |
| US10557576B2 (en) | 2015-06-15 | 2020-02-11 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Full-root-radius-threaded wing nut having increased wall thickness |
| US10677365B2 (en) | 2015-09-04 | 2020-06-09 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Pressure relief valve assembly and methods |
| KR101638059B1 (ko) | 2015-11-02 | 2016-07-08 | 주식회사 태창이엔지 | 라이저 클램프 수리장치 |
| CN105465489A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-04-06 | 中国海洋石油总公司 | 用于子母管的保护组件 |
| CN105508761A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-04-20 | 成都科盛石油科技有限公司 | 基于提高夹持效果的卡瓦改进结构 |
| CN106329454B (zh) * | 2016-10-19 | 2018-08-21 | 杭州洪鑫电力科技有限公司 | 柱管封堵器 |
| US10433926B2 (en) * | 2017-02-10 | 2019-10-08 | Maurice-Andre Recanati | Cable, wire and tube organizer for laparoscopic and hysteroscopic surgery |
| CN107246266B (zh) * | 2017-05-27 | 2019-06-25 | 武汉理工大学 | 一种海洋采矿提升立管的固定装置 |
| NO344651B1 (en) * | 2018-01-09 | 2020-02-17 | Mhwirth Do Brasil Equipamentos Ltda | Attachment Device for Marine Riser Buoyancy Module |
| FI3514434T3 (en) * | 2018-01-19 | 2024-04-05 | Georg Fischer Wavin Ag | PIPE PRESS |
| BR102018076868A2 (pt) | 2018-12-21 | 2020-07-07 | Odebrecht Óleo E Gás S.A. | sistema de guias em uma torre de elevação híbrida, e, torre de elevação híbrida |
| CN109973789A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-07-05 | 江苏海事职业技术学院 | 一种用于变电站无线专网的智能采集终端 |
| US11401753B2 (en) | 2020-01-23 | 2022-08-02 | Schlumberger Technology Corporation | Cable management on marine drilling risers |
| EP3951131A1 (en) | 2020-08-06 | 2022-02-09 | Vallourec Oil And Gas France | Securing system intended to secure a cable to a tube |
| EP3951130A1 (en) * | 2020-08-06 | 2022-02-09 | Vallourec Oil And Gas France | Securing system intended to secure a cable to a tube |
| EP3951132A1 (en) | 2020-08-06 | 2022-02-09 | Vallourec Oil And Gas France | Securing system intended to secure a cable to a tube |
| US11703152B2 (en) * | 2020-10-22 | 2023-07-18 | Panduit Corp. | Wrap bracket with strap mount |
| GB2618942B (en) * | 2021-03-23 | 2024-06-12 | Mhwirth As | Riser clamp |
| CN113959879B (zh) * | 2021-09-26 | 2024-04-26 | 浙江工业大学 | 一种换热管间的冲击磨损实验装置 |
| US11746929B2 (en) * | 2021-10-12 | 2023-09-05 | Sartorius Stedim North America Inc. | Tube organizer assembly |
| CN115723899A (zh) * | 2022-12-12 | 2023-03-03 | 安徽天康特种钢管有限公司 | 基于弹簧吸能的船舶多芯管保护用支撑设备 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5553666A (en) * | 1995-06-06 | 1996-09-10 | Atlantic Richfield Company | Standoff insulator and method for well pump cable |
| DE19928379A1 (de) * | 1999-06-21 | 2000-12-28 | Peter Kroll | Abstandshalter für Rohrbündel |
| US6220351B1 (en) * | 1996-11-19 | 2001-04-24 | TOVAR DE PABLOS JUAN JOSé | System to lower the depth equipment in hydrocarbons wells |
| RU2327851C2 (ru) * | 2003-05-14 | 2008-06-27 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Ограничительный хомут для использования с креплениями обсадных труб |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4249610A (en) * | 1978-04-26 | 1981-02-10 | Sante Fe International Corporation | Offshore drilling control cable clamp system |
| US4381020A (en) * | 1981-07-30 | 1983-04-26 | Mueller Co. | Single and multiple section pipe repair or service clamps |
| US4883387A (en) * | 1987-04-24 | 1989-11-28 | Conoco, Inc. | Apparatus for tensioning a riser |
| US5711639A (en) * | 1996-02-01 | 1998-01-27 | Emerson & Cuming Composite Materials, Inc. | Clamp for cylindrical object |
| US6290195B1 (en) * | 1999-09-30 | 2001-09-18 | Joseph F. Deuer | Mounting bracket system for supporting accessories on a structure |
| DE19955766C2 (de) * | 1999-11-19 | 2003-04-03 | Hilti Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Abdichten des Spalts zwischen einer in einem Bauelement vorhandenen Durchführung und einem die Durchführung durchragenden Gegenstand |
| GB2393152B (en) * | 2001-09-15 | 2004-08-04 | Crp Group Ltd | Buoyancy element and module |
| BR0318260A (pt) * | 2003-04-11 | 2006-05-23 | Balmoral Group | braçadeira de flutuador e método de aplicação |
| FR2891577B1 (fr) * | 2005-10-04 | 2007-11-16 | Inst Francais Du Petrole | Colonne montante avec conduites auxiliares montees sur tourillons. |
| NO325545B1 (no) * | 2005-12-01 | 2008-06-16 | Hallvar Eide | Festeanordning for oppdriftslegemer |
| US7591491B2 (en) * | 2006-01-11 | 2009-09-22 | Brian John Lizenby | Clamp for an anodeless riser, and methods of constructing and utilizing same |
| GB0706989D0 (en) | 2007-04-11 | 2007-05-16 | Balmoral Group | Device |
-
2009
- 2009-03-17 NO NO20091125A patent/NO329775B1/no unknown
-
2010
- 2010-03-17 RU RU2011139222/06A patent/RU2519126C2/ru active
- 2010-03-17 WO PCT/NO2010/000101 patent/WO2010107322A1/en active Application Filing
- 2010-03-17 MX MX2011008985A patent/MX2011008985A/es active IP Right Grant
- 2010-03-17 AU AU2010225508A patent/AU2010225508A1/en not_active Abandoned
- 2010-03-17 CA CA2754805A patent/CA2754805A1/en not_active Abandoned
- 2010-03-17 BR BRPI1009280-3A patent/BRPI1009280B1/pt active IP Right Grant
- 2010-03-17 KR KR1020117024098A patent/KR20110135967A/ko not_active Application Discontinuation
- 2010-03-17 CN CN201080011660.XA patent/CN102348864B/zh active Active
- 2010-03-17 EP EP10753748A patent/EP2408997A1/en not_active Withdrawn
- 2010-03-17 US US13/254,975 patent/US8783630B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5553666A (en) * | 1995-06-06 | 1996-09-10 | Atlantic Richfield Company | Standoff insulator and method for well pump cable |
| US6220351B1 (en) * | 1996-11-19 | 2001-04-24 | TOVAR DE PABLOS JUAN JOSé | System to lower the depth equipment in hydrocarbons wells |
| DE19928379A1 (de) * | 1999-06-21 | 2000-12-28 | Peter Kroll | Abstandshalter für Rohrbündel |
| RU2327851C2 (ru) * | 2003-05-14 | 2008-06-27 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Ограничительный хомут для использования с креплениями обсадных труб |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU172791U1 (ru) * | 2017-03-14 | 2017-07-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) | Хомут съемный |
| RU2807139C1 (ru) * | 2022-11-23 | 2023-11-09 | Юрий Иванович Духанин | Криогенный трубопровод |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MX2011008985A (es) | 2011-09-29 |
| RU2011139222A (ru) | 2013-04-27 |
| CA2754805A1 (en) | 2010-09-23 |
| NO20091125L (no) | 2010-09-20 |
| EP2408997A1 (en) | 2012-01-25 |
| BRPI1009280A2 (pt) | 2016-11-08 |
| WO2010107322A1 (en) | 2010-09-23 |
| BRPI1009280B1 (pt) | 2020-10-20 |
| AU2010225508A1 (en) | 2011-09-22 |
| US20110316274A1 (en) | 2011-12-29 |
| NO329775B1 (no) | 2010-12-13 |
| KR20110135967A (ko) | 2011-12-20 |
| CN102348864A (zh) | 2012-02-08 |
| US8783630B2 (en) | 2014-07-22 |
| CN102348864B (zh) | 2015-06-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2519126C2 (ru) | Хомут для вертикального трубопровода | |
| EP0792429B1 (en) | High-pressure fiber reinforced composite pipe joint | |
| US6220303B1 (en) | Device for limiting the bending radius of a flexible duct | |
| US4383554A (en) | Flexible pipe | |
| AU2005285703B2 (en) | Bend stiffener | |
| US8104797B2 (en) | Extended collar | |
| US20080245933A1 (en) | Installation method and tool | |
| US20080251668A1 (en) | Device | |
| WO2004063611A2 (en) | Coupling for composite pipe | |
| GB2439147A (en) | Pipe or hose connector | |
| CN107687558B (zh) | 一种海底纤维增强复合柔性管用组合式止屈器 | |
| US20030178201A1 (en) | Method for inserting a pipe liner | |
| US11506308B2 (en) | Clamping device for flexible pipe for subsea applications, and related method | |
| MXPA01005620A (es) | Metodos y dispositivos para usar en instalacion de conductos subacuaticos. | |
| US11156037B2 (en) | Systems for securing bend stiffeners to riser systems in offshore energy production facilities | |
| WO2001075262A1 (en) | Bend stiffener | |
| CA2203643C (en) | High-pressure fiber reinforced composite pipe joint | |
| AU2022243501A1 (en) | Riser clamp | |
| Benstead et al. | The Design and Installation of Dynamic Risers and Umbilicals for the Atlantic Frontiers |