RU2788788C1

RU2788788C1 - Elastic shell and the method of its installation in the pipeline

Info

Publication number: RU2788788C1
Application number: RU2022109406A
Authority: RU
Inventors: Михаил Иосифович Трибельский
Original assignee: Михаил Иосифович Трибельский
Filing date: 2022-04-08
Publication date: 2023-01-24

Abstract

FIELD: oil producing industry, oil refining industry.

SUBSTANCE: the group of inventions relate to the repair of pipelines and may be used in oil producing industry and oil refining industry, as well as on main pipelines, water pipelines and sewage networks. The elastic shell for hermetically sealing the pipeline contains a cylindrical, two end parts and a nozzle for pumping compressed air. The end part of the shell and its cylindrical part is covered with a non-flammable elastic compound. A sleeve with a flange is rigidly fixed in the wall of the cylindrical part of the elastic shell containing the power frame. The sleeve flange is installed inside the shell under or above a single-layer or multi-layer power frame, or between layers of a multi-layer power frame. A choke valve of a flexible sleeve is inserted into the sleeve. A sample is made in the cover rubber of the cylindrical part of the elastic shell to place the choke valve in it. In the method for installing an elastic shell, the other end of the flexible sleeve with the choke valve is placed in a hole in the wall of the pipeline and fixed with a nut on its outer surface.

EFFECT: expanding the arsenal of technical means.

5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям эластичных оболочек, предназначенных для перекрытия трубопроводов для последующего ремонта с целью предотвращения утечек, разлива, и может быть использовано в нефтегазовой и нефтеперерабатывающей промышленности, а также на магистральных и технологических нефтепроводах, водопроводах и канализационных сетях.The invention relates to structures of elastic shells intended for shutting off pipelines for subsequent repairs in order to prevent leaks, spills, and can be used in the oil and gas and oil refining industries, as well as on main and technological oil pipelines, water pipelines and sewer networks.

Известно заглушающее резинокордное устройство для перекрытия трубопроводов, включающее герметизирующую цилиндрическую камеру с резиновыми стенками, одна из торцевых стенок которой снабжена расположенным по оси камеры трубным штуцером, выполненный из армированного нитями корда, прорезиненного материала и охватывающий герметизирующую цилиндрическую камеру силовой каркас (патент RU 2179682, 2002).A muffled rubber-cord device for shutting off pipelines is known, including a sealing cylindrical chamber with rubber walls, one of the end walls of which is equipped with a pipe fitting located along the axis of the chamber, made of a cord reinforced with threads, rubberized material and a power frame enclosing the sealing cylindrical chamber (patent RU 2179682, 2002 ).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции устройства, наличие трубного штуцера, расположенного в одной из торцевых стенок, что не обеспечивает достаточную производительность, удобство в работе и безопасность обслуживания.The disadvantage of the known device is the complexity of the design of the device, the presence of a pipe fitting located in one of the end walls, which does not provide sufficient performance, ease of use and safety of maintenance.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является эластичная оболочка для перекрытия трубопроводов, содержащая цилиндрическую, две торцевые части и штуцер для накачивания сжатым воздухом, в стенке цилиндрической части эластичной оболочки жестко закреплена втулка, в которую вставлен штуцер, снабженный резиновыми уплотнительными кольцами и разрезным стопорным кольцом, фиксирующим штуцер во втулке, на штуцере перпендикулярно его оси закреплен конец гибкого рукава, другой конец которого закреплен на угловом штуцере, имеющем наружную резьбу для крепления гайкой на трубопроводе через отверстие в стенке трубопровода, при этом жесткость гибкого рукава выбирается такой, что его рабочее сечение не пережимается давлением, создаваемым сжатым воздухом в эластичной оболочке. (прототип - RU 2285191, 2006).The closest analogue to the claimed invention is an elastic shell for shutting off pipelines, containing a cylindrical, two end parts and a fitting for pumping with compressed air, a bushing is rigidly fixed in the wall of the cylindrical part of the elastic shell, into which a fitting is inserted, equipped with rubber sealing rings and a split locking ring, fixing the fitting in the sleeve, on the fitting perpendicular to its axis, the end of the flexible hose is fixed, the other end of which is fixed on the angled fitting, which has an external thread for fastening with a nut on the pipeline through a hole in the pipeline wall, while the rigidity of the flexible hose is chosen such that its working cross section is not is pinched by the pressure created by compressed air in an elastic sheath. (prototype - RU 2285191, 2006).

Из патента RU 2179682, 2002 также известен способ установки эластичной оболочки в трубопроводе, заключающийся во введении эластичной оболочки в трубопровод и ее накачивании через гибкий рукав, закрепленный в штуцерах, сжатым воздухом, после установки эластичной оболочки в трубопровод угловой штуцер вводится в отверстие в стенке трубопровода и фиксируется гайкой, накручиваемой на наружную резьбу углового штуцера с внешней стороны трубопровода.From patent RU 2179682, 2002 there is also known a method for installing an elastic sheath in a pipeline, which consists in introducing an elastic sheath into the pipeline and inflating it through a flexible sleeve fixed in fittings with compressed air, after installing the elastic sheath in the pipeline, the angled fitting is inserted into the hole in the pipeline wall and is fixed with a nut screwed onto the external thread of the elbow fitting on the outside of the pipeline.

Недостатком известного прототипа является:The disadvantage of the known prototype is:

- недостаточная прочность цилиндрической и торцевых частях эластичной оболочки, что не позволяет использовать ее при повышенном внутреннем давлении среды в трубопроводах, приводит к возникновению больших напряжений при раздувании эластичной оболочки в трубопроводе и влечет за собой расслаивание и разрушение эластичной оболочки;- insufficient strength of the cylindrical and end parts of the elastic shell, which does not allow it to be used with an increased internal pressure of the medium in pipelines, leads to high stresses when the elastic shell is inflated in the pipeline and entails delamination and destruction of the elastic shell;

- невысокая прочность и надежность крепления втулки с фланцем в стенке цилиндрической части эластичной оболочки, что создает опасность получения травмы при установке и извлечении после ремонта эластичной оболочки с открытого конца трубопровода, т.к. при превышении давления в процессе ремонта и после его окончания втулку может выдавить из цилиндрической части эластичной оболочки и нанести увечье работнику.- low strength and reliability of fixing the sleeve with a flange in the wall of the cylindrical part of the elastic shell, which creates a risk of injury during installation and removal after repair of the elastic shell from the open end of the pipeline, because if the pressure is exceeded during the repair process and after it is completed, the sleeve can be squeezed out of the cylindrical part of the elastic shell and cause injury to the worker.

Задачей заявленного изобретения является устранение указанных недостатков.The objective of the claimed invention is to eliminate these disadvantages.

Техническим результатом изобретения является повышение прочности, долговечности устройства и обеспечение возможности его использования для трубопроводов в широком диапазоне диаметров труб и давления подаваемого внутрь устройства сжатого газа, повышение безопасности работы при установке эластичной оболочки в трубопровод, последующем ремонте и извлечении оболочки, ликвидация пожароопасности.The technical result of the invention is to increase the strength, durability of the device and enable its use for pipelines in a wide range of pipe diameters and pressure of the compressed gas supplied inside the device, increase the safety of work when installing an elastic sheath in the pipeline, subsequent repair and removal of the sheath, elimination of fire hazard.

Для достижения указанного технического результата эластичная оболочка, содержащая цилиндрическую, две торцевые части и штуцер для накачивания сжатым воздухом, в стенке цилиндрической части эластичной оболочки жестко закреплена втулка, в которую вставлен штуцер, снабженный резиновыми уплотнительными кольцами и разрезным стопорным кольцом, фиксирующим штуцер во втулке, на штуцере перпендикулярно его оси закреплен конец гибкого рукава, другой конец которого закреплен на угловом штуцере, имеющем наружную резьбу для крепления гайкой на трубопроводе через отверстие в стенке трубопровода, при этом жесткость гибкого рукава выбирается такой, что его рабочее сечение не пережимается давлением, создаваемым сжатым воздухом в эластичной оболочке, оболочка снабжена однослойным или многослойным силовым каркасом, втулка выполнена с фланцем, который установлен внутри оболочки, под или над однослойным или многослойным силовым каркасом или между слоями многослойного силового каркаса. Торцевая часть и до 1/3 цилиндрической части эластичной оболочки покрыты негорючим эластичным составом. To achieve the specified technical result, an elastic shell containing a cylindrical, two end parts and a fitting for pumping with compressed air, a sleeve is rigidly fixed in the wall of the cylindrical part of the elastic shell, into which a fitting is inserted, equipped with rubber sealing rings and a split locking ring that fixes the fitting in the sleeve, on the fitting perpendicular to its axis, the end of the flexible hose is fixed, the other end of which is fixed on the angled fitting, which has an external thread for fastening with a nut on the pipeline through a hole in the pipeline wall, while the rigidity of the flexible hose is chosen such that its working section is not pinched by the pressure created by the compressed air in an elastic shell, the shell is equipped with a single-layer or multi-layer power frame, the sleeve is made with a flange that is installed inside the shell , under or above a single-layer or multi-layer power frame or between layers of a multi-layer power frame. The end part and up to 1/3 of the cylindrical part of the elastic shell are covered with a non-combustible elastic compound.

Стенка цилиндрической части эластичной оболочки включает покровную резину, в которую заглублен штуцер таким образом, что он не выступает над цилиндрической частью эластичной оболочки, а в месте закрепления конца гибкого рукава к штуцеру выполнена выборка в покровной резине стенки эластичной оболочки.The wall of the cylindrical part of the elastic shell includes a cover rubber, into which the fitting is embedded in such a way that it does not protrude above the cylindrical part of the elastic shell, and at the place where the end of the flexible hose is attached to the fitting, a sample is made in the cover rubber of the elastic shell wall.

Способ установки эластичной оболочки в трубопровод заключается во введении эластичной оболочки в трубопровод и ее накачивании через гибкий рукав, закрепленный в штуцерах, сжатым воздухом, после установки эластичной оболочки в трубопровод угловой штуцер вводится в отверстие в стенке трубопровода и фиксируется гайкой, накручиваемой на наружную резьбу углового штуцера с внешней стороны трубопровода.The method for installing an elastic sheath in a pipeline consists in introducing an elastic sheath into the pipeline and pumping it through a flexible sleeve fixed in fittings with compressed air; fitting on the outside of the pipeline.

При установке эластичной оболочки в трубопроводе штуцер, закрепленный на цилиндрической части эластичной оболочки, смещается относительно углового штуцера, закрепленного на трубопроводе, на 10°-180°.When installing the elastic shell in the pipeline, the fitting fixed on the cylindrical part of the elastic shell is displaced relative to the angled fitting fixed on the pipeline by 10°-180°.

Сущность изобретения поясняется чертежами:The essence of the invention is illustrated by drawings:

на фиг.1 - общий вид в начальном положении эластичной оболочки, установленной в трубопроводе;figure 1 - General view in the initial position of the elastic shell installed in the pipeline;

на фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг.1 эластичной оболочки в трубопроводе;figure 2 is a cross section aa in figure 1 of the elastic shell in the pipeline;

на фиг.3 - поперечный разрез втулки с фланцем, под силовым каркасом в стенке цилиндрической части эластичной оболочки (место Б на фиг.2);figure 3 is a cross section of the sleeve with a flange, under the load-bearing frame in the wall of the cylindrical part of the elastic shell (place B in figure 2);

на фиг.4 - поперечный разрез втулки с фланцем, над силовым каркасом в стенке цилиндрической части эластичной оболочки (место Б на фиг.2);figure 4 is a cross section of the sleeve with a flange, above the power frame in the wall of the cylindrical part of the elastic shell (place B in figure 2);

на фиг.5 - поперечный разрез втулки с фланцем, между слоями многослойного силового каркаса в стенке цилиндрической части эластичной оболочки (место Б на фиг.2);figure 5 is a cross section of the sleeve with a flange, between the layers of a multilayer load-bearing frame in the wall of the cylindrical part of the elastic shell (place B in figure 2);

на фиг.6 - общий вид накачанной эластичной оболочки в трубопроводе;figure 6 - General view of the inflated elastic shell in the pipeline;

на фиг.7 - поперечный разрез В-В на фиг.6 накачанной эластичной оболочки, установленной в трубопроводе.figure 7 is a cross section B-B in figure 6 inflated elastic shell installed in the pipeline.

Эластичная оболочка 1 (фиг.1) содержит в цилиндрической 2 и торцевых частях 3 однослойный или многослойный силовой каркас 4 из корда, жестко закрепленную в стенке цилиндрической части 2 втулку 5 с фланцем, который установлен под (фиг.3) или над однослойным или многослойным силовым каркасом 4 (фиг.4) или между слоями многослойного силового каркаса 4 (фиг.5), в которую вставлен штуцер 6, снабженный резиновыми уплотнительными кольцами 7 и разрезным стопорным кольцом 8, фиксирующим штуцер 5 во втулке 4. На штуцере 5 перпендикулярно его оси закреплен конец гибкого рукава 9, другой конец гибкого рукава 9 закреплен на угловом штуцере 10 (фиг.2), имеющем наружную резьбу для крепления гайкой 11 на трубопроводе 12 через отверстие в стенке трубопровода 13. Торцевая часть 3 и до 1/3 цилиндрической части 2 эластичной оболочки 1 покрыта негорючим эластичным составом 14 (фиг.1). The elastic shell 1 (figure 1) contains in the cylindrical 2 and end parts 3 a single-layer or multilayer power frame 4 made of cord, a sleeve 5 rigidly fixed in the wall of the cylindrical part 2 with a flange, which is installed under (figure 3) or above a single-layer or multi-layer power frame 4 (figure 4) or between the layers of a multilayer power frame 4 (figure 5), which is inserted into the fitting 6, equipped with rubber sealing rings 7 and a split retaining ring 8, fixing the fitting 5 in the sleeve 4. On the fitting 5 perpendicular to it the end of the flexible hose 9 is fixed to the axis, the other end of the flexible hose 9 is fixed on the angle fitting 10 (figure 2), which has an external thread for fastening with a nut 11 on the pipeline 12 through a hole in the wall of the pipeline 13. End part 3 and up to 1/3 of the cylindrical part 2 elastic shell 1 is covered with a non-combustible elastic composition 14 (figure 1).

Покрытие негорючим эластичным составом до 1/3 цилиндрической части эластичной оболочки обеспечит пожарную безопасность при попадании искр или огня на эластичную оболочку во время проведения сварочных и ремонтных работ.Coating with a non-combustible elastic compound up to 1/3 of the cylindrical part of the elastic shell will ensure fire safety in case of sparks or fire on the elastic shell during welding and repair work.

В покровной резине стенки цилиндрической части 2 эластичной оболочки 1 выполнена выборка 15 (фиг.1) за счет чего повышается герметичность трубопроводов.In the covering rubber of the wall of the cylindrical part 2 of the elastic shell 1, a sample 15 (Fig. 1) is made, thereby increasing the tightness of the pipelines.

Гибкий рукав выполнен из резины или в виде тонкостенной металлической трубки, при этом жесткость гибкого рукава 9 выбирается такой, что его рабочее сечение для подачи сжатого воздуха не пережимается давлением, создаваемым сжатым воздухом в эластичной оболочке. Длина гибкого рукава выбирается в зависимости от диаметра трубопровода и размеров применяемой эластичной оболочки.The flexible hose is made of rubber or in the form of a thin-walled metal tube, while the rigidity of the flexible hose 9 is chosen such that its working section for supplying compressed air is not pinched by the pressure created by the compressed air in the elastic sheath. The length of the flexible hose is selected depending on the diameter of the pipeline and the dimensions of the elastic sheath used.

Способ установки эластичной оболочки, усиленной однослойным или многослойным каркасом, в трубопроводе осуществляется следующим образом.The method of installing an elastic shell reinforced with a single-layer or multi-layer frame in the pipeline is carried out as follows.

Эластичную оболочку 1 заводят в трубопровод 12, причем часть эластичной оболочки 1, покрытая негорючим эластичным составом 14, должна находиться с открытого конца трубопровода 12, через отверстие в стенке трубопровода 13 вводят угловой штуцер 10, который закрепляют на трубопроводе 12 гайкой 11.The elastic shell 1 is inserted into the pipeline 12, and the part of the elastic shell 1, covered with a non-combustible elastic composition 14, must be located at the open end of the pipeline 12, through the hole in the wall of the pipeline 13, an angle fitting 10 is inserted, which is fixed on the pipeline 12 with a nut 11.

После чего штуцер 6, вставленный в жестко закрепленную в стенке цилиндрической части эластичной оболочки втулку с фланцем, установленным внутри оболочки, над или под однослойным или многослойным каркасом или между слоями многослойного каркаса, вместе с эластичной оболочкой 1 смещают в трубопроводе 12 относительно углового штуцера 10 на 10°-180° (фиг.2) для равномерного расположения гибкого рукава 9 на цилиндрической части 2 эластичной оболочки 1.After that, fitting 6, inserted into a sleeve rigidly fixed in the wall of the cylindrical part of the elastic shell with a flange installed inside the shell , above or below a single-layer or multi-layer frame or between layers of a multi-layer frame, together with the elastic shell 1, is displaced in the pipeline 12 relative to the angle fitting 10 by 10°-180° (figure 2) for uniform location of the flexible sleeve 9 on the cylindrical part 2 of the elastic shell 1.

Штуцер закрепляют в стенке цилиндрической части эластичной оболочки для того, чтобы работник, производящий установку эластичной оболочки в трубопровод, не имел доступа к эластичной оболочке во время накачивания, монтажа и извлечения оболочки после ремонта, во избежание несчастного случая.The fitting is fixed in the wall of the cylindrical part of the elastic sheath so that the worker installing the elastic sheath in the pipeline does not have access to the elastic sheath during inflation, installation and removal of the sheath after repair, in order to avoid an accident.

Для того чтобы штуцер не выступал над цилиндрической частью эластичной оболочки, в покровной резине стенки цилиндрической части эластичной стенки сделана выборка, за счет чего повышается герметичность перекрытия трубопровода.In order for the fitting not to protrude above the cylindrical part of the elastic shell, a sample is made in the covering rubber of the wall of the cylindrical part of the elastic wall, thereby increasing the tightness of the pipeline overlap.

Смещение штуцера, закрепленного в эластичной оболочке, на 10°-180°, относительно углового штуцера, закрепленного на трубопроводе, позволяет качественно равномерно расположить раздутую эластичную оболочку по всей внутренней полости трубопровода.Displacement of the fitting fixed in the elastic sheath by 10°-180° relative to the angled fitting fixed on the pipeline makes it possible to qualitatively uniformly position the inflated elastic sheath throughout the entire internal cavity of the pipeline.

Если смещение штуцера сделать менее 10°, то появляется возможность накладывания штуцера на угловой штуцер, что увеличивает просвет при накачивании между эластичной оболочкой и стенкой трубопровода и может привести к нарушению герметичности перекрытия эластичной оболочкой трубопровода.If the displacement of the fitting is less than 10°, then it becomes possible to overlay the fitting on the angled fitting, which increases the clearance during pumping between the elastic sheath and the pipeline wall and can lead to a violation of the tightness of the overlap by the elastic sheath of the pipeline.

Если же смещение штуцера сделать более 180°, то необходимо будет увеличить значительно длину гибкого рукава, что также может нарушить герметичность перекрытия и в последующим возникновение опасных ситуаций.If the displacement of the fitting is made more than 180°, then it will be necessary to significantly increase the length of the flexible hose, which can also violate the tightness of the overlap and, in the subsequent occurrence of dangerous situations.

Кроме того, если закрепить гибкий рукав в штуцере вертикально, то при накачивании эластичной оболочки от давления, создаваемого сжатым воздухом, гибкий рукав может упереться в стенку трубопровода, переломиться и его рабочее сечение перекрывается, при закреплении гибкого рукава перпендикулярно оси штуцера он свободно располагается на цилиндрической части эластичной оболочки.In addition, if the flexible hose is fixed vertically in the fitting, then when the elastic shell is inflated from the pressure created by compressed air, the flexible hose can abut against the pipeline wall, break and its working section overlaps, when the flexible hose is fixed perpendicular to the fitting axis, it is freely located on the cylindrical parts of the elastic shell.

Затем угловой штуцер 10 подсоединяют к системе накачивания и производят подачу сжатого воздуха до полной герметизации и перекрытия эластичной оболочкой 1 полости трубопровода 12 без участия работника.Then, the angle fitting 10 is connected to the inflation system and compressed air is supplied until it is completely sealed and the cavity of the pipeline 12 is covered by the elastic sheath 1 without the participation of a worker.

После этого производятся ремонтные работы.After that, repairs are carried out.

Использование предлагаемого изобретения позволит повысить прочность и надежность устройства, повысить безопасность, исключить несчастные случаи во время ремонта.The use of the proposed invention will improve the strength and reliability of the device, improve safety, eliminate accidents during repairs.

Claims

1. An elastic shell for hermetic shutting off of a pipeline, containing a cylindrical part, two end parts and a fitting for pumping compressed air, a bushing is rigidly fixed in the wall of the cylindrical part of the elastic shell, into which a fitting is inserted, equipped with rubber sealing rings and a split locking ring that fixes the fitting in the bushing , on the fitting perpendicular to its axis, the end of the flexible hose is fixed, the other end of which is fixed on the angled fitting, which has an external thread for fastening with a nut on the pipeline through a hole in the pipeline wall, while the rigidity of the flexible hose is chosen such that its working section is not pinched by the pressure created compressed air in an elastic shell, characterized in that the shell is equipped with a single-layer or multi-layer power frame, the sleeve is made with a flange that is installed inside the shell under or above the single-layer or multi-layer power frame or between the layers of the multi-layer power frame.

2. Elastic sheath according to claim 1, characterized in that the wall of the cylindrical part of the elastic sheath includes cover rubber, into which the fitting is embedded in such a way that it does not protrude above the cylindrical part of the elastic sheath, but at the point where the end of the flexible sleeve is attached to the fitting in the cover the rubber of the wall of the cylindrical part of the elastic shell is sampled.

3. An elastic shell according to claim 1, characterized in that the end and up to 1/3 of the cylindrical part of the elastic shell are covered with a non-combustible elastic composition.

4. The installation method of the elastic shell according to any one of paragraphs. 1-3 in the pipeline, which consists in introducing an elastic sheath into the pipeline and inflating it through a flexible sleeve fixed in fittings with compressed air, then after installing the elastic sheath into the pipeline, an angled fitting with a fixed end of the flexible sleeve is inserted into the hole in the pipeline wall and fixed with a nut screwed onto the external thread of the elbow fitting from the outside of the pipeline.

5. A method for installing an elastic sheath in a pipeline according to claim 4, characterized in that the fitting installed on the elastic sheath is displaced relative to the angled fitting fixed to the pipeline by 10°-180°.