RU2704064C1 - Method of emptying a portion of a gas line to be repaired, displacing natural gas and a method of actuating self-propelled propellants (versions) - Google Patents

Method of emptying a portion of a gas line to be repaired, displacing natural gas and a method of actuating self-propelled propellants (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2704064C1
RU2704064C1 RU2019114097A RU2019114097A RU2704064C1 RU 2704064 C1 RU2704064 C1 RU 2704064C1 RU 2019114097 A RU2019114097 A RU 2019114097A RU 2019114097 A RU2019114097 A RU 2019114097A RU 2704064 C1 RU2704064 C1 RU 2704064C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
displacer
section
gas
emptying
Prior art date
Application number
RU2019114097A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Леонидович Мишин
Сергей Владимирович Трапезников
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Екатеринбург"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Екатеринбург" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Екатеринбург"
Priority to RU2019114097A priority Critical patent/RU2704064C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2704064C1 publication Critical patent/RU2704064C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D1/00—Pipe-line systems
    • F17D1/02—Pipe-line systems for gases or vapours
    • F17D1/065—Arrangements for producing propulsion of gases or vapours

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry; transportation.SUBSTANCE: invention relates to operation and repair of operating gas pipelines and can be used for emptying sections of gas pipelines before performing repair and restoration works and frames. Method of emptying a section of a gas line to be repaired and displacing natural gas involves switching off the emptying section from the main gas line by means of shutoff devices and emptying said section from the compressed natural gas contained therein. After switching off the emptying section, the natural gas contained therein is displaced by movement of the self-propelled piston-displacer introduced into the cavity of the gas line.EFFECT: invention will allow to prevent loss of natural gas during repair works on sections of gas pipeline.6 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области эксплуатации и ремонта действующих газопроводов и может применяться для опорожнения участков газопроводов перед выполнением на них ремонтно-восстановительных работ и врезок.The invention relates to the field of operation and repair of existing gas pipelines and can be used to empty sections of gas pipelines before performing repair and restoration work and tie-ins.

Для опорожнения участков газопровода от содержащегося в них природного газа (далее - ПГ) применяют отключение этих участков закрытием линейных кранов, предварительное срабатывание газа через ближайшую газораспределительную станцию (далее - ГРС) для потребления с последующим сбросом остатков газа в атмосферу через продувочные свечи крановых узлов (СТО Газпром 2-3.5-454-2010 «Правила эксплуатации магистральных газопроводов»). Опыт показывает, что в этом случае сброс ПГ из участков газопровода в атмосферу происходит в большом количестве, что приводит к значительным потерям транспортируемого ПГ, загрязнения атмосферного воздуха, разрушению озонового слоя Земли, а также снижению эффективности эксплуатации систем газопроводов.To empty sections of the gas pipeline from the natural gas contained in them (hereinafter referred to as GHG), shutdown of these sections by closing linear valves, preliminary actuation of gas through the nearest gas distribution station (hereinafter - GDS) for consumption, followed by discharge of gas residues into the atmosphere through the purge plugs of the crane units ( STO Gazprom 2-3.5-454-2010 "Rules for the operation of gas pipelines"). Experience shows that in this case, GHG discharges from sections of the gas pipeline to the atmosphere occur in large numbers, which leads to significant losses of transported GHGs, air pollution, the destruction of the Earth's ozone layer, as well as a decrease in the efficiency of operation of gas pipeline systems.

Для разрешения указанных проблем в патенте РФ №2386862 (дата приоритета 14.01.2009 г.) «Способ перекачки газа из ремонтируемого участка газопровода» ПГ из отключенного участка газопровода подают в сопло одного или группы эжекторов и производят откачку ПГ. При снижении давления на откачиваемом участке устанавливают дополнительное сжимающее устройство и производят процесс откачки. При этом в качестве рабочего тела используют ПГ перед закрытым краном отключенного участка и давления ПГ в низконапорной камере эжектора. Если необходимая степень откачки ПГ не достигнута, включают в работу компрессор первой ступени. Однако в способе перекачки газа по вышеуказанному патенту снижается производительность компрессора при понижении давления по мере откачки.To solve these problems, in RF patent No. 2386862 (priority date 01/14/2009) “Method for pumping gas from a repaired section of a gas pipeline”, the GHGs from the disconnected section of the gas pipeline are fed into the nozzle of one or a group of ejectors and the GHGs are pumped out. When the pressure decreases, an additional compressing device is installed on the pumped-out section and the pumping process is carried out. In this case, GHGs are used as a working fluid in front of the closed valve of the disconnected section and GHG pressure in the low-pressure chamber of the ejector. If the required degree of GHG evacuation is not achieved, the first stage compressor is switched on. However, in the gas pumping method of the aforementioned patent, the compressor productivity decreases with decreasing pressure as the pumping process.

Из существующего уровня техники известен также способ опорожнения участка магистрального трубопровода от газа (патент РФ №2539411, дата приоритета 17.01.2012 г.), согласно которому, после отключения опорожняемого участка от магистрального газопровода, имеющуюся на опорожняемом участке свечу через узел соединения соединяют с заякоренной емкостью, выполненной из эластичного непропускающего ПГ материала. Опорожнение участка от газа осуществляют путем перекачки ПГ в указанную емкость. Недостатком вышеуказанного способа является ограниченный объем используемой емкости, а, следовательно, способ применим лишь для коротких участков газопроводов.From the existing level of technology there is also known a method of emptying a section of a main pipeline from gas (RF patent No. 2539411, priority date 01/17/2012), according to which, after disconnecting a section to be emptied from the main pipeline, the candle on the section to be emptied is connected to the anchored through the connection unit capacity made of elastic non-transmitting GHG material. Emptying the area from gas is carried out by pumping the GHG to the specified capacity. The disadvantage of the above method is the limited amount of capacity used, and, therefore, the method is applicable only for short sections of gas pipelines.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является известный способ вытеснения ПГ из участка газопровода, подлежащего ремонту (патент РФ №2261396, дата приоритета 15.04.2004 г.). Согласно этому способу с обеих сторон ремонтируемого участка перекрывают доступ в него ПГ из действующего газопровода и удаляют находящийся в нем под давлением ПГ. В ремонтируемый участок вводят поршни-разделители сред и располагают их в конце ремонтируемого участка по направлению движения ПГ в газопроводе, а удаление газа осуществляют путем перекачки его из ремонтируемого участка в параллельно действующий газопровод или ремонтируемый действующий газопровод на участке, находящемся за местом перекрытия в ремонтируемый участок доступа газа. При помощи поршней-разделителей сред, между которыми создают прослойку из инертного газа, осуществляют поджатие газа путем перемещения их в начало ремонтируемого участка для обеспечения полной его перекачки. Недостатком способа, принятого за прототип, является необходимость в дополнительной нитке газопровода, и в нем остаток газа, недоступный для компримирования по техническим и экономическим причинам, из опорожняемого участка направляют для сжигания через свечу, что является потерей газа. Кроме того, указанный способ предусматривает опорожнение участка только до ближайшей ГРС, что может быть не эффективно в случае, когда дефектным является меньший по протяженности участок.Closest to the claimed technical solution is a known method of displacing GHGs from a section of a gas pipeline to be repaired (RF patent No. 2261396, priority date 15.04.2004). According to this method, on both sides of the repaired section, the GHG access to it is blocked from the existing gas pipeline and the GHG that is in it under pressure is removed. Medium separator pistons are introduced into the repaired section and placed at the end of the repaired section in the direction of the GHG movement in the gas pipeline, and gas is removed by pumping it from the repaired section to a parallel gas pipeline or the repaired existing gas pipeline at the section located beyond the overlap to the repaired section gas access. Using the piston-separator media, between which create a layer of inert gas, carry out the compression of the gas by moving them to the beginning of the repaired section to ensure its complete pumping. The disadvantage of the method adopted for the prototype is the need for an additional gas pipeline, and in it the remainder of the gas, inaccessible for compression for technical and economic reasons, from the emptied section is sent for burning through a candle, which is a loss of gas. In addition, this method provides for the emptying of the site only to the nearest GDS, which may not be effective in the case when the defective is a shorter section.

Заявленная группа изобретений направлена на решение задачи предотвращения потерь ПГ при проведении ремонтных работ на участках газопровода.The claimed group of inventions is aimed at solving the problem of preventing GHG losses during repair work on sections of the gas pipeline.

Сущность заявляемого способа опорожнения участка газопровода, подлежащего ремонту, вытеснением ПГ, заключается в том, что способ включает в себя отключение опорожняемого участка от магистрального газопровода посредством запорных устройств и опорожнение данного участка от находящегося в нем сжатого ПГ. После отключения опорожняемого участка содержащийся в нем ПГ вытесняют посредством движения введенного в полость газопровода самодвижущегося поршня-вытеснителя. Протечки вытесняемого ПГ в опорожняемое пространство исключают установкой эластичных уплотнительных колец на внешней поверхности поршня-вытеснителя. Процесс вытеснения можно прерывать по достижению поршнем-вытеснителем «маяка», установленного в определенной точке опорожняемого участка газопровода.The essence of the proposed method of emptying a section of a gas pipeline to be repaired by displacing the GHGs consists in that the method includes disconnecting the emptied section from the main gas pipeline by means of shut-off devices and emptying this section from the compressed GHG located in it. After shutting down the emptied section, the GHG contained in it is displaced by the movement of a self-propelled displacer piston introduced into the cavity of the gas pipeline. Leaks of the displaced GHG into the emptied space are eliminated by installing elastic sealing rings on the outer surface of the displacer piston. The displacement process can be interrupted when the piston-displacer “lighthouse” is installed at a certain point in the emptied section of the pipeline.

Сущность заявляемого способа приведения в движение самодвижущегося поршня-вытеснителя заключается в том, что способ включает в себя всасывание в камеру сгорания рабочей смеси, ее сжатие, сгорание рабочей смеси и рабочий ход, эвакуацию из камеры сгорания отработавших газов. Поршень-вытеснитель, состоящий из двух частей, в исходном положении прижатых друг к другу и образующих между собой камеру сгорания, предварительно помещают в опорожняемый участок газопровода через камеру запуска, заднюю часть поршня-вытеснителя фиксируют в трубе, открывают впускной клапан в стенке передней части поршня-вытеснителя, через который ПГ поступает в камеру сгорания, и одновременно всасывают воздух из пространства за задней частью поршня-вытеснителя, затем, закрыв впускной клапан, топливную смесь воспламеняют системой зажигания, в результате чего передняя часть поршня-вытеснителя перемещается в крайнее переднее положение, по достижению крайнего переднего положения фиксируют относительно стенки трубы, после чего заднюю часть поршня-вытеснителя растормаживают, открывают выпускной клапан, продукты сгорания сбрасывают в пространство за задней частью поршня-вытеснителя, задняя часть поршня-вытеснителя перемещается до упора в заторможенную переднюю часть поршня-вытеснителя, одновременно вытесняют остатки продуктов сгорания, далее продукты сгорания удаляют из пространства за поршнем-вытеснителем путем вентилирования, выпускной клапан закрывают, заднюю часть поршня-вытеснителя фиксируют относительно стенки трубы, переднюю часть поршня-вытеснителя расфиксируют, открывают впускной клапан, после чего цикл повторяют до достижения устройством конца опорожняемого участка газопровода. Фиксация и расфиксация частей поршня-вытеснителя, а также открытие и закрытие клапанов осуществляется по сигналу встроенной автоматической системы управления.The essence of the proposed method of driving a self-propelled piston-displacer is that the method includes the suction in the combustion chamber of the working mixture, its compression, combustion of the working mixture and stroke, evacuation of the exhaust gas from the combustion chamber. A displacer piston, consisting of two parts, pressed to each other in the initial position and forming a combustion chamber between them, is preliminarily placed in the emptied section of the gas pipeline through the start chamber, the back of the displacer piston is fixed in the pipe, the inlet valve is opened in the wall of the front of the piston - a displacer through which the GHG enters the combustion chamber, and at the same time they suck in air from the space behind the back of the displacer piston, then, by closing the intake valve, the fuel mixture is ignited by the ignition system as a result of which the front part of the displacer piston moves to its extreme forward position, upon reaching the extreme front position it is fixed relative to the pipe wall, after which the rear part of the displacer piston is released, the exhaust valve is opened, the combustion products are discharged into the space behind the rear part of the displacer piston , the back of the piston-displacer moves all the way to the braked front of the piston-displacer, at the same time the remaining combustion products are forced out, then the combustion products are removed from the space behind the displacer piston by ventilation, the exhaust valve is closed, the back of the displacer piston is fixed relative to the pipe wall, the front of the displacer piston is unlocked, the inlet valve is opened, after which the cycle is repeated until the device reaches the end of the emptied section of the gas pipeline. Fixation and unlocking of the parts of the piston-displacer, as well as opening and closing of the valves is carried out by a signal of the built-in automatic control system.

Сущность заявляемого способа приведения в движение самодвижущегося поршня-вытеснителя заключается в том, что способ включает в себя всасывание в камеру сгорания рабочей смеси, ее сжатие, сгорание рабочей смеси и рабочий ход, эвакуацию из камеры сгорания отработавших газов. Поршень-вытеснитель предварительно помещают в опорожняемый участок газопровода через камеру запуска, позади задней стенки поршня-вытеснителя устанавливают двигатель внутреннего сгорания, в камеру сгорания которого подается ПГ из опорожняемой полости перед поршнем-вытеснителем. Воздух, необходимый для образования топливной смеси и для эвакуации продуктов сгорания, нагнетают в пространство за поршнем-вытеснителем из окружающей среды. Топливную смесь сжимают в камере сгорания известным способом, приводя в движение выхлопной вал двигателя внутреннего сгорания. Затем момент движения передается через механическую передачу на движитель, который непрерывно толкает поршень-вытеснитель до достижения устройством конца опорожняемого участка газопровода или «маяка».The essence of the proposed method of driving a self-propelled piston-displacer is that the method includes the suction in the combustion chamber of the working mixture, its compression, combustion of the working mixture and stroke, evacuation of the exhaust gas from the combustion chamber. The propellant piston is preliminarily placed in the emptied section of the gas pipeline through the start chamber, an internal combustion engine is installed behind the rear wall of the piston-propellant, the combustion chamber of which is supplied with SG from the emptied cavity in front of the propellant piston. The air necessary for the formation of the fuel mixture and for the evacuation of combustion products is pumped into the space behind the piston-displacer from the environment. The fuel mixture is compressed in a combustion chamber in a known manner, driving the exhaust shaft of an internal combustion engine. Then, the moment of movement is transmitted through a mechanical transmission to the propulsion device, which continuously pushes the displacer piston until the device reaches the end of the emptied section of the gas pipeline or “lighthouse”.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении способа опорожнения участка газопровода, подлежащего ремонту, вытеснением ПГ и способа приведения в движение самодвижущегося поршня-вытеснителя (варианты) заключается в реализации указанной выше задачи - предотвращение потерь ПГ при проведении ремонтных работ на участках газопровода.The technical result that can be obtained by implementing the method of emptying the gas pipeline section to be repaired by displacing the GHG and the method of driving the self-propelled displacer piston (options) is to implement the above task - to prevent the loss of GHG during repair work on the gas pipeline sections.

Заявка относится к группе изобретений, связанных между собой настолько, что они образуют единый изобретательский замысел. Единство изобретения соблюдено одновременно по нескольким основаниям, а именно:The application relates to a group of inventions that are so interconnected that they form a single inventive concept. The unity of invention was observed simultaneously for several reasons, namely:

- одно техническое решение предназначено для осуществления другого (способ для осуществления способа в целом или одного из его действий). Объект по п. 1 формулы относится к способу в целом, а объекты по пп. 4 и 6 формулы относятся к способам, которые предназначены для осуществления способа по п. 1 в целом;- one technical solution is designed to implement another (method for implementing the method as a whole or one of its actions). An object according to claim 1 of the formula relates to the method as a whole, and objects according to claims. 4 and 6 of the formula relate to methods that are intended to implement the method according to p. 1 as a whole;

- относящихся к объектам одного вида (несколько способов) одинакового назначения, обеспечивающих получение одного и того же технического результата (варианты). Так объекты по пп. 4 и 6 относятся к объектам одного вида (способ) и являются вариантами исполнения способа и обеспечивают получение одного и того же технического результата.- related to objects of the same type (several methods) of the same purpose, providing the same technical result (options). So objects according to paragraphs. 4 and 6 relate to objects of the same type (method) and are variants of the method and provide the same technical result.

Таким образом, заявляемые технические решения (3 объекта) связаны между собой настолько, что они образуют единый изобретательский замысел и соответствуют всем критериям, предъявляемым к изобретению, и обеспечивают получение нового технического результата.Thus, the claimed technical solutions (3 objects) are so interconnected that they form a single inventive concept and meet all the criteria for the invention, and provide a new technical result.

Действие заявленных изобретений поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема способа приведения в движение самодвижущегося поршня-вытеснителя (по первому варианту), на фиг. 2 показана схема реализации способа приведения в движение самодвижущегося поршня-вытеснителя (по второму варианту).The effect of the claimed invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of a method for driving a self-propelled displacer piston (according to the first embodiment), FIG. 2 shows a diagram of an implementation of a method for driving a self-propelled displacer piston (according to the second embodiment).

На вышеуказанных фигурах цифрами обозначены:In the above figures, the numbers indicate:

1 - полость газопровода;1 - cavity of the gas pipeline;

2 - передняя часть поршня-вытеснителя;2 - front part of the displacer piston;

3 - задняя часть поршня-вытеснителя;3 - the back of the piston-displacer;

4 - впускной клапан;4 - inlet valve;

5 - вентилятор;5 - fan;

6 - топливная газовоздушная смесь;6 - fuel air-gas mixture;

7 - система зажигания;7 - ignition system;

8 - возвратная пружина;8 - return spring;

9 - выпускной клапан;9 - exhaust valve;

10 - уплотнительные кольца;10 - sealing rings;

11 - поршень-вытеснитель;11 - piston-displacer;

12 - газовая турбина;12 - gas turbine;

13 - выхлопное сопло;13 - exhaust nozzle;

14 - редуктор;14 - gear;

15 - привод.15 - drive.

Способ опорожнения участка газопровода, подлежащего ремонту, вытеснением ПГ работает следующим образом. Перед проведением ремонтных работ опорожняемый участок отключают от магистрального газопровода с помощью запорных отключающих устройств (например, крановых узлов). В опорожняемый участок газопровода через камеру запуска помещают поршень-вытеснитель, двигатель, систему вентиляции и механический привод. Из опорожняемого участка магистрального газопровода в камеру сгорания двигателя подают ПГ, а из пространства за задней частью поршня-вытеснителя воздух. Воздух поступает в это пространство известным способом через камеру запуска, которая должна быть открыта. Вследствие этого образуется топливная газовоздушная смесь в необходимой пропорции. Затем газовоздушную смесь воспламеняют известным способом, в результате чего давление в камере сгорания повышается, а момент движения передается на механический привод, позволяющий поршню-вытеснителю продвигаться вперед вдоль полости газопровода. Продукты сгорания эвакуируют из полости газопровода известным способом, например, с помощью системы вентиляции. Для исключения протечки вытесняемого ПГ в опорожненную полость и потери коэффициента полезного действия на внешней поверхности поршня-вытеснителя устанавливают эластичные уплотнительные кольца. Процесс вытеснения прерывают по достижению поршнем-вытеснителем «маяка», установленного в определенной точке опорожняемого участка газопровода.The method of emptying the section of the pipeline to be repaired by displacing the GHG works as follows. Before carrying out repair work, the emptied section is disconnected from the main gas pipeline using shut-off disconnecting devices (for example, crane units). A piston-displacer, an engine, a ventilation system, and a mechanical drive are placed in the emptied section of the pipeline through the start chamber. From the emptied section of the main gas pipeline, GHG is supplied to the engine’s combustion chamber, and air is sent from the space behind the rear of the displacer piston. Air enters this space in a known manner through the launch chamber, which must be open. As a result, a gas-air fuel mixture is formed in the required proportion. Then the air-gas mixture is ignited in a known manner, as a result of which the pressure in the combustion chamber rises, and the moment of movement is transmitted to a mechanical drive, allowing the displacer piston to move forward along the gas cavity. The combustion products are evacuated from the cavity of the gas pipeline in a known manner, for example, using a ventilation system. To prevent leakage of the displaced GHG into the empty cavity and loss of efficiency on the outer surface of the displacer piston, elastic sealing rings are installed. The displacement process is interrupted when the piston-displacer "lighthouse" is installed at a certain point in the emptied section of the pipeline.

Способ приведения в движение самодвижущегося поршня-вытеснителя (по первому варианту) осуществляется следующим образом. Через камеру запуска в полость газопровода 1 помещают поршень-вытеснитель, состоящий из двух частей 2 и 3, соединенных таким образом, что они имеют возможность продольного перемещения друг относительно друга на определенное конечное расстояние, при этом в исходном положении они прижаты друг к другу и образуют между собой замкнутую полость - камеру сгорания. Задняя часть поршня-вытеснителя 3 фиксируется в трубе от осевого перемещения известным способом по сигналу встроенной автоматической системы управления (далее - АСУ). Открыв впускной клапан 4 в стенке передней части поршня-вытеснителя 2, через который под действием избыточного давления ПГ из опорожняемого участка магистрального газопровода поступает в камеру сгорания и одновременно всасывает известным способом воздух (например, с помощью вентилятора 5) из пространства за задней частью поршня-вытеснителя 3 (воздух в это пространство поступает через камеру запуска, которая должна быть открыта) в необходимой пропорции для создания топливной газовоздушной смеси 6. Затем, закрыв впускной клапан 4 по команде АСУ, газовоздушную смесь 6 воспламеняют известным способом с помощью системы зажигания 7 (например, свечей зажигания), в результате чего давление в камере сгорания повышается. Передняя часть поршня-вытеснителя 2 перемещается в крайнее переднее положение, сжимая возвратную пружину 8. По достижению крайнего переднего положения относительно стенки трубы 1 переднюю часть поршня-вытеснителя 2 фиксируют известным способом, после чего заднюю часть поршня-вытеснителя 3 растормаживают, открывают выпускной клапан 9 по команде АСУ, продукты сгорания сбрасывают в пространство за задней частью поршня-вытеснителя 3. При падении давления в камере сгорания задняя часть поршня-вытеснителя 3 перемещается до упора в заторможенную переднюю часть поршня-вытеснителя 2 под действием возвратной пружины 8. Остатки продуктов сгорания одновременно вытесняют благодаря сокращению объема камеры сгорания. Продукты сгорания удаляют из пространства за устройством путем эвакуации известным способом (например, с помощью вентилятора 5). Выпускной клапан 9 закрывают по команде АСУ (это может быть механическое устройство, например, кулачковый механизм или программируемый логический контроллер), заднюю часть поршня-вытеснителя 3 фиксируют относительно стенки трубы 1 известным способом, переднюю часть поршня-вытеснителя 2 расфиксируют, после чего цикл повторяют. Повторения циклов продолжается до достижения передней частью поршня-вытеснителя 2 конца опорожняемого участка трубопровода. Питание системы зажигания 7 и АСУ осуществляется от аккумулятора. Зарядка встроенного аккумулятора осуществляется от генератора, приводимого в действие от момента движения частей поршня-вытеснителя или от части энергии от сгорания топливной смеси 6. Для исключения протечки вытесняемого ПГ в опорожненную полость и потери коэффициента полезного действия на внешних поверхностях частей поршня-вытеснителя устанавливают эластичные уплотнительные кольца 10.The method of driving a self-propelled piston-displacer (according to the first embodiment) is as follows. Through the launch chamber, a displacer piston is placed in the cavity of the gas pipeline 1, consisting of two parts 2 and 3, connected in such a way that they can longitudinally move relative to each other at a certain final distance, while in the initial position they are pressed against each other and form a closed cavity between themselves - a combustion chamber. The back of the piston-displacer 3 is fixed in the pipe from axial movement in a known manner by the signal of the built-in automatic control system (hereinafter - ACS). By opening the inlet valve 4 in the wall of the front of the piston-displacer 2, through which under the influence of excess pressure the GHG from the emptied section of the main gas pipeline enters the combustion chamber and at the same time sucks air (for example, using fan 5) from the space behind the back of the piston - displacer 3 (air enters this space through the launch chamber, which must be open) in the required proportion to create a fuel gas-air mixture 6. Then, by closing the intake valve 4 by command ACS, gas-air mixture 6 is ignited in a known manner using an ignition system 7 (for example, spark plugs), as a result of which the pressure in the combustion chamber rises. The front of the piston-displacer 2 is moved to its extreme forward position, compressing the return spring 8. Upon reaching the extreme front position relative to the wall of the pipe 1, the front of the piston-displacer 2 is fixed in a known manner, after which the back of the piston-displacer 3 is released and the exhaust valve 9 is opened. at the command of the ACS, the combustion products are discharged into the space behind the rear of the displacing piston 3. When the pressure in the combustion chamber drops, the back of the displacing piston 3 moves to the stop when it is inhibited the front part of the piston-displacer 2 under the action of the return spring 8. The remains of the combustion products are simultaneously displaced by reducing the volume of the combustion chamber. The combustion products are removed from the space behind the device by evacuation in a known manner (for example, using a fan 5). The exhaust valve 9 is closed by an ACS command (this can be a mechanical device, for example, a cam mechanism or a programmable logic controller), the back of the piston-displacer 3 is fixed relative to the wall of the pipe 1 in a known manner, the front of the piston-displacer 2 is unlocked, after which the cycle is repeated . The repetition of cycles continues until the front of the piston-displacer 2 reaches the end of the emptied section of the pipeline. The ignition system 7 and ACS are powered by a battery. The built-in battery is charged from a generator driven by the moment of movement of the parts of the piston-propellant or from part of the energy from the combustion of the fuel mixture 6. To prevent leakage of the displaced GHG into the empty cavity and loss of efficiency on the outer surfaces of the parts of the piston-propellant, elastic sealing rings 10.

Способ приведения в движение самодвижущегося поршня-вытеснителя (по второму варианту) осуществляется следующим образом. Через камеру запуска в полость газопровода 1 помещают поршень-вытеснитель 11. Позади задней стенки поршня-вытеснителя 11 устанавливают газотурбинную установку, представляющую собой двигатель внутреннего сгорания, состоящий из воздухозаборника, компрессора, камеры сгорания, газовой турбины 12 и выхлопного сопла 13. В камеру сгорания подается ПГ из опорожняемой полости газопровода перед поршнем-вытеснителем 11. Воздух, необходимый для образования топливной газовоздушной смеси, нагнетают с помощью вентилятора 5 из пространства за поршнем-вытеснителем 11, сжимают с помощью компрессора, установленного на одном валу с турбиной 12. Затем топливную газовоздушную смесь воспламеняют системой зажигания (например, свечей зажигания). По мере сгорания топливной газовоздушной смеси образуемый поток раскаленных газов действует на лопатки газовой турбины 12, раскручивая ее известным способом. Через редуктор 14, который монтируется на общее с турбиной 12 основание, происходит передача крутящего момента на привод 15, в качестве которого может быть использован, например, колесный, гусеничный или иной движитель, который непрерывно толкает поршень-вытеснитель 11 внутри опорожняемого участка с небольшой скоростью до достижения устройством конца опорожняемого участка газопровода или «маяка», установленного в определенной точке опорожняемого участка газопровода. Продукты сгорания удаляют из пространства за устройством путем эвакуации известным способом (например, с помощью вентилятора 5) через выхлопное сопло 13. Скорость движения поршня-вытеснителя 11 настолько мала, что происходит изотермическое сжатие до давления, необходимого для преодоления сопротивления газопровода движению ПГ.The method of driving a self-propelled displacer piston (in the second embodiment) is as follows. A displacement piston 11 is placed in the cavity of the gas pipeline 1 through the start chamber. Behind the rear wall of the displacement piston 11, a gas turbine installation is installed, which is an internal combustion engine consisting of an air intake, a compressor, a combustion chamber, a gas turbine 12, and an exhaust nozzle 13. In the combustion chamber GHG is supplied from the emptied cavity of the gas pipeline in front of the displacing piston 11. The air necessary for the formation of the fuel gas-air mixture is pumped with a fan 5 from the space behind the piston-exhaust snitelem 11 is compressed by a compressor mounted on the same shaft with the turbine 12. Then, the fuel gas-air mixture is ignited by ignition system (e.g. spark plug). As the combustion of the fuel gas-air mixture, the generated stream of hot gases acts on the blades of the gas turbine 12, spinning it in a known manner. Through the gearbox 14, which is mounted on a base common with the turbine 12, the torque is transmitted to the drive 15, for which, for example, a wheel, caterpillar or other propulsion device can be used, which continuously pushes the displacer piston 11 inside the emptied section at low speed until the device reaches the end of the emptied section of the gas pipeline or “lighthouse” installed at a certain point in the emptied section of the gas pipeline. The combustion products are removed from the space behind the device by evacuation in a known manner (for example, using a fan 5) through the exhaust nozzle 13. The speed of the piston-displacer 11 is so low that isothermal compression occurs to the pressure necessary to overcome the resistance of the gas pipeline to the movement of the steam generator.

Claims (6)

1. Способ опорожнения участка газопровода, подлежащего ремонту, вытеснением природного газа, включающий в себя отключение опорожняемого участка от магистрального газопровода посредством запорных устройств, опорожнение данного участка от находящегося в нем сжатого природного газа, отличающийся тем, что после отключения опорожняемого участка содержащийся в нем природный газ вытесняют посредством движения введенного в полость газопровода самодвижущегося поршня-вытеснителя.1. A method of emptying a section of a gas pipeline to be repaired by displacing natural gas, which includes disconnecting a section to be emptied from the main gas pipeline by means of shut-off devices, emptying the section from compressed natural gas contained therein, characterized in that after disconnecting the section to be emptied, the natural gas contained therein gas is displaced by the movement of a self-propelled displacer piston introduced into the cavity of the gas pipeline. 2. Способ опорожнения участка газопровода, подлежащего ремонту, вытеснением природного газа по п. 1, отличающийся тем, что протечки вытесняемого природного газа в опорожняемое пространство исключают установкой эластичных уплотнительных колец на внешней поверхности поршня-вытеснителя.2. The method of emptying a section of a gas pipeline to be repaired by displacing natural gas according to claim 1, characterized in that leakage of the displaced natural gas into the emptied space is eliminated by installing elastic sealing rings on the outer surface of the displacer piston. 3. Способ опорожнения участка газопровода, подлежащего ремонту, вытеснением природного газа по п. 1, отличающийся тем, что процесс вытеснения можно прерывать по достижении поршнем-вытеснителем «маяка», установленного в определенной точке опорожняемого участка газопровода.3. The method of emptying a section of a gas pipeline to be repaired by displacing natural gas according to claim 1, characterized in that the displacement process can be interrupted when the piston-displacer “lighthouse” is installed at a certain point in the emptied section of the pipeline. 4. Способ приведения в движение самодвижущегося поршня-вытеснителя, включающий всасывание в камеру сгорания рабочей смеси, ее сжатие, сгорание рабочей смеси и рабочий ход, эвакуацию из камеры сгорания отработавших газов, отличающийся тем, что поршень-вытеснитель, состоящий из двух частей, в исходном положении прижатых друг к другу и образующих между собой камеру сгорания, предварительно помещают в опорожняемый участок газопровода через камеру запуска, заднюю часть поршня-вытеснителя фиксируют в трубе, открывают впускной клапан в стенке передней части поршня-вытеснителя, через который природный газ поступает в камеру сгорания, и одновременно всасывают воздух из пространства за задней частью поршня-вытеснителя, затем, закрыв впускной клапан, топливную смесь воспламеняют системой зажигания, в результате чего передняя часть поршня-вытеснителя перемещается в крайнее переднее положение, по достижении крайнего переднего положения фиксируют относительно стенки трубы, после чего заднюю часть поршня-вытеснителя растормаживают, открывают выпускной клапан, продукты сгорания сбрасывают в пространство за задней частью поршня-вытеснителя, задняя часть поршня-вытеснителя перемещается до упора в заторможенную переднюю часть поршня-вытеснителя, одновременно вытесняют остатки продуктов сгорания, далее продукты сгорания удаляют из пространства за поршнем-вытеснителем путем вентилирования, выпускной клапан закрывают, заднюю часть поршня-вытеснителя фиксируют относительно стенки трубы, переднюю часть поршня-вытеснителя расфиксируют, открывают впускной клапан, после чего цикл повторяют до достижения устройством конца опорожняемого участка газопровода или «маяка».4. A method of driving a self-propelled displacer piston, including suction of the working mixture into the combustion chamber, its compression, combustion of the working mixture and stroke, evacuation of exhaust gases from the combustion chamber, characterized in that the two-part displacer piston pressed into each other and forming a combustion chamber between themselves, they are preliminarily placed in the emptied section of the gas pipeline through the start chamber, the back of the displacer piston is fixed in the pipe, the inlet valve is opened in the wall the front part of the propellant piston, through which natural gas enters the combustion chamber, and simultaneously draw air from the space behind the back of the propellant piston, then, closing the intake valve, the fuel mixture is ignited by the ignition system, as a result of which the front part of the propellant moves the extreme forward position, upon reaching the extreme forward position, is fixed relative to the pipe wall, after which the back of the displacer piston is released, the exhaust valve is opened, the combustion products throw into the space behind the back of the piston-displacer, the back of the piston-displacer moves all the way to the braked front of the piston-displacer, at the same time displace the remaining products of combustion, then the combustion products are removed from the space behind the piston-displacer by ventilation, the exhaust valve is closed, the exhaust valve is closed, the back valve part of the displacer piston is fixed relative to the pipe wall, the front of the displacer piston is unlocked, the inlet valve is opened, after which the cycle is repeated until the device reaches the end of the emptied section of the pipeline or "lighthouse". 5. Способ приведения в движение самодвижущегося поршня-вытеснителя по п. 4, отличающийся тем, что фиксация и расфиксация частей поршня-вытеснителя, а также открытие и закрытие клапанов осуществляется по сигналу встроенной автоматической системы управления.5. The method of driving a self-propelled displacer piston according to claim 4, characterized in that the fixing and unlocking of the parts of the displacer piston, as well as the opening and closing of the valves, is carried out by a signal from the built-in automatic control system. 6. Способ приведения в движение самодвижущегося поршня-вытеснителя, включающий всасывание в камеру сгорания рабочей смеси, ее сжатие, сгорание рабочей смеси и рабочий ход, эвакуацию из камеры сгорания отработавших газов, отличающийся тем, что поршень-вытеснитель предварительно помещают в опорожняемый участок газопровода через камеру запуска, позади задней стенки поршня-вытеснителя устанавливают двигатель внутреннего сгорания, в камеру сгорания которого подается природный газ из опорожняемой полости перед поршнем-вытеснителем, воздух, необходимый для образования топливной смеси и для эвакуации продуктов сгорания, нагнетают в пространство за поршнем-вытеснителем из окружающей среды, топливную смесь сжимают в камере сгорания известным способом, приводя в движение выходной вал двигателя внутреннего сгорания, после чего момент движения передается через механическую передачу на движитель, который непрерывно толкает поршень-вытеснитель до достижения устройством конца опорожняемого участка газопровода или «маяка».6. A method of driving a self-propelled displacer piston, including suction of the working mixture into the combustion chamber, its compression, combustion of the working mixture and stroke, evacuation of exhaust gases from the combustion chamber, characterized in that the displacing piston is first placed in the emptied section of the gas pipeline through the launch chamber, an internal combustion engine is installed behind the rear wall of the displacer piston, into the combustion chamber of which natural gas is supplied from the empty cavity in front of the displacer piston, air necessary for the formation of the fuel mixture and for the evacuation of combustion products, injected into the space behind the displacer piston from the environment, the fuel mixture is compressed in the combustion chamber in a known manner, driving the output shaft of the internal combustion engine, after which the moment of movement is transmitted through a mechanical transmission to a propulsion device that continuously pushes the displacing piston until the device reaches the end of the emptied section of the gas pipeline or “lighthouse”.
RU2019114097A 2019-05-06 2019-05-06 Method of emptying a portion of a gas line to be repaired, displacing natural gas and a method of actuating self-propelled propellants (versions) RU2704064C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019114097A RU2704064C1 (en) 2019-05-06 2019-05-06 Method of emptying a portion of a gas line to be repaired, displacing natural gas and a method of actuating self-propelled propellants (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019114097A RU2704064C1 (en) 2019-05-06 2019-05-06 Method of emptying a portion of a gas line to be repaired, displacing natural gas and a method of actuating self-propelled propellants (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2704064C1 true RU2704064C1 (en) 2019-10-23

Family

ID=68318530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019114097A RU2704064C1 (en) 2019-05-06 2019-05-06 Method of emptying a portion of a gas line to be repaired, displacing natural gas and a method of actuating self-propelled propellants (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2704064C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2729307C1 (en) * 2020-03-02 2020-08-05 Общество с ограниченной ответственностью "Газром добыча Уренгой" Method of cleaning a gas gathering collector of a cluster of a well
RU2785793C1 (en) * 2022-10-03 2022-12-13 Общество с ограниченной ответственностью "ГАЗПРОМ ТРАНСГАЗ НИЖНИЙ НОВГОРОД" Method for pumping natural gas out of a disconnected gas pipeline section

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4346726A (en) * 1978-12-18 1982-08-31 Pipeline Service Method of drying pipelines and putting gas thereinto
US6722396B1 (en) * 1999-07-20 2004-04-20 Thomas C. Sauer Method for filing, cleaning and emptying large volume gas containers, especially airships
RU2261396C1 (en) * 2004-04-15 2005-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Современные Технологии для Газа и нефти" Method for displacement of natural gas from section of acting gas conduit subject to repair
RU2680014C1 (en) * 2018-04-27 2019-02-14 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" Method of gas displacement from a section of gas pipeline that is being put to repair and system for its implementation
RU2685784C1 (en) * 2018-05-28 2019-04-23 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Уфа" Method of emptying a sections gas pipeline

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4346726A (en) * 1978-12-18 1982-08-31 Pipeline Service Method of drying pipelines and putting gas thereinto
US6722396B1 (en) * 1999-07-20 2004-04-20 Thomas C. Sauer Method for filing, cleaning and emptying large volume gas containers, especially airships
RU2261396C1 (en) * 2004-04-15 2005-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Современные Технологии для Газа и нефти" Method for displacement of natural gas from section of acting gas conduit subject to repair
RU2680014C1 (en) * 2018-04-27 2019-02-14 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" Method of gas displacement from a section of gas pipeline that is being put to repair and system for its implementation
RU2685784C1 (en) * 2018-05-28 2019-04-23 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Уфа" Method of emptying a sections gas pipeline

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2729307C1 (en) * 2020-03-02 2020-08-05 Общество с ограниченной ответственностью "Газром добыча Уренгой" Method of cleaning a gas gathering collector of a cluster of a well
RU2785793C1 (en) * 2022-10-03 2022-12-13 Общество с ограниченной ответственностью "ГАЗПРОМ ТРАНСГАЗ НИЖНИЙ НОВГОРОД" Method for pumping natural gas out of a disconnected gas pipeline section

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101812635B1 (en) Fuel valve for injecting a low flashpoint fuel into a combustion chamber of a large self-igniting turbocharged two-stroke internal combustion engine
RU2536651C1 (en) Reversing method of internal combustion engine with reversing starter and actuating mechanism of gas distributing valve and fuel injector with charging of its pneumatic accumulator by compressed air
RU2015117256A (en) EXTERNAL COOLING FLUID INJECTION SYSTEM IN A GAS-TURBINE ENGINE
CN87105140A (en) Free piston motor with hydraulic pressure or pneumatic gearing
JP6916816B2 (en) Combustion chamber device and system including combustion chamber device
RU2704064C1 (en) Method of emptying a portion of a gas line to be repaired, displacing natural gas and a method of actuating self-propelled propellants (versions)
CN202611857U (en) Gas compressor with air valve
RU2652473C2 (en) System and method for pumping gas from compressor of gas transfer unit
KR20000048672A (en) Engine working according to the method of pulsating combustion
CN113266462A (en) Energy-saving gas steam linear generator
CN104213993A (en) Method for operating internal combustion engines
CN101014763A (en) Liquefied gas fuel supply device of diesel engine
CN102482962B (en) Method for controlling stoppage of reduction of blow-by gas in starting
RU2810286C1 (en) Method for emptying gas pipeline section
CN107218127B (en) Four-cylinder self-supercharging engine
KR102112826B1 (en) Gas turbine engine system
RU2775332C1 (en) Method for pumping gas from the pipework of the pig launcher and a device for its implementation
CN221648525U (en) A closed conveying device for biomass fuel blending
RU133927U1 (en) SYSTEM OF PUMPING, TESTING AND PUMPING OF NATURAL GAS TO MULTI-FREAM PIPELINES
CN111456851B (en) Assembly for a turbomachine
RU2566860C1 (en) Ice crankshaft reversing by gas pressure control valve pneumatic drive system with pneumatic accumulator charging with gas from compensating pneumatic accumulator and fuel injector control system
RU2607113C2 (en) Gas pumping unit and method of its start-up
CN105221255B (en) Independent combustion chamber is sprayed water and vapor formula engine from supercharging
RU2544121C1 (en) Method of engine shaft rotation reversal
RU2536650C1 (en) Method of gas distribution valve and fuel sprayer driving by atmosphere air from common pneumatic accumulator of all cylinders of internal-combustion engine