RU2809294C1 - Closing device - Google Patents

Closing device Download PDF

Info

Publication number
RU2809294C1
RU2809294C1 RU2023109238A RU2023109238A RU2809294C1 RU 2809294 C1 RU2809294 C1 RU 2809294C1 RU 2023109238 A RU2023109238 A RU 2023109238A RU 2023109238 A RU2023109238 A RU 2023109238A RU 2809294 C1 RU2809294 C1 RU 2809294C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipeline
unit
closing
worm
shaft
Prior art date
Application number
RU2023109238A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владислав Аркадьевич Чёрный
Александр Михайлович Калошин
Владимир Александрович Серёдкин
Татьяна Юрьевна Вагина
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "ТехСистема"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "ТехСистема" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "ТехСистема"
Application granted granted Critical
Publication of RU2809294C1 publication Critical patent/RU2809294C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: pipeline equipment.
SUBSTANCE: closing device is designed to shut off existing pipelines through which gaseous and liquid substances are transported while maintaining transportation through the bypass outlet. The overlap is achieved by increasing the radial size of the annular elastic sealing element and its tight pressing against the inner wall of the pipeline as a result of uniform lateral compression between the fixed disk and the movable disk, which are configured for relative axial movement. The installation of a drive unit based on a hydraulic motor and a worm-gear drive unit on the closing unit, as well as the choice of a trapezoidal cross-sectional shape of the annular elastic sealing element, ensures the creation of a reliable and safe design for effective operation on real high-pressure pipelines with a large pipe diameter, having an elliptical cross-section, as well as at the welds of the pipeline and in the presence of corrosive deposits and defects inside the pipeline.
EFFECT: creation of a reliable and safe design for effective operation on real high-pressure pipelines.
8 cl, 6 dwg

Description

Область техникиField of technology

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта, предназначенного для перемещения газообразных и жидких веществ, включая природный газ, воду, нефть и продукты нефтепереработки. Оно может быть многократно использовано для перекрытия действующего трубопровода под давлением и проведения последующих ремонтно-восстановительных работ. Закрывающее устройство позволяет полностью перекрыть подлежащий аварийному или плановому ремонту участок трубопровода и обеспечить непрерывную транспортировку через байпас отвод. Применение закрывающего устройства возможно практически на любом трубопроводе, находящимся под высоким давлением, в том числе на магистральном трубопроводе с трубой большого диаметра.The invention relates to the field of pipeline transport intended for the movement of gaseous and liquid substances, including natural gas, water, oil and petroleum products. It can be repeatedly used to shut off an existing pipeline under pressure and carry out subsequent repair and restoration work. The closing device allows you to completely shut off a section of the pipeline that is subject to emergency or scheduled repairs and ensure continuous transportation through the bypass branch. The use of a closing device is possible on almost any pipeline under high pressure, including a main pipeline with a large diameter pipe.

Уровень техникиState of the art

Известно «Запорное устройство для трубопроводов» по патенту на изобретение Российской Федерации RU 2100685, опубликованному 27.12.1997, позволяющее перекрывать концевые участки трубопроводов при гидравлических испытаниях и ремонтных работах. Это перекрытие достигается за счет сжатия и последующего увеличения диаметра муфты из жесткого и эластичного материалов, установленной в трубопроводе между неподвижным и подвижным фланцами, размещенными на осевом стержне и выполненными с возможностью относительного перемещения с помощью резьбового соединения осевого стержня и гайки.The “Shut-off device for pipelines” is known according to the patent for the invention of the Russian Federation RU 2100685, published on December 27, 1997, which allows you to close the end sections of pipelines during hydraulic tests and repair work. This overlap is achieved by compressing and subsequently increasing the diameter of a coupling made of rigid and elastic materials installed in the pipeline between fixed and movable flanges placed on the axial rod and made capable of relative movement using a threaded connection of the axial rod and nut.

Запорное устройство для трубопроводов содержит подвижный фланец, выполненный заодно с осевым стержнем с резьбой на конце, входящим в отверстие неподвижного фланца, опирающегося на обечайку и дополнительный крепежный фланец, который посредством гайки и стержня удерживается на торцевой части трубопровода. Между подвижным и неподвижным фланцами установлен набор прокладок из эластичного материала, которые заключены между кольцевыми коническими муфтами из жесткого материала.The shut-off device for pipelines contains a movable flange made integral with an axial rod with a thread at the end, which fits into the hole of a stationary flange resting on the shell and an additional fastening flange, which is held on the end part of the pipeline by means of a nut and a rod. Between the movable and stationary flanges there is a set of gaskets made of elastic material, which are enclosed between annular conical couplings made of rigid material.

В установленном в торцевой части трубопровода устройстве за счет вращения гайки подвижный фланец приближается к неподвижному фланцу, обеспечивая сдавливание прокладок, увеличивающихся вследствие этого в диаметре. Одновременно с этим сдавливаются и за счет этого расправляются кольцевые конические муфты, которые также соответственно увеличиваются в диаметре. Относительное перемещение фланцев прекращается, когда кольцевые конические муфты упрутся внешними краями во внутренние стенки трубопровода с одновременным упором в эти стенки эластичных прокладок.In a device installed at the end of the pipeline, due to the rotation of the nut, the movable flange approaches the fixed flange, providing compression of the gaskets, which consequently increase in diameter. At the same time, the annular conical couplings are compressed and, due to this, straightened, which also correspondingly increase in diameter. The relative movement of the flanges stops when the annular conical couplings rest with their outer edges against the internal walls of the pipeline with simultaneous abutment of the elastic gaskets against these walls.

Запорное устройство для трубопроводов невозможно установить на действующий трубопровод, находящийся под давлением, без его предварительного отключения и осушения. Установленное устройство не позволяет осуществить непрерывную транспортировку передаваемого по трубопроводу вещества.A pipeline shut-off device cannot be installed on an active pipeline under pressure without first shutting it off and draining it. The installed device does not allow continuous transportation of the substance transmitted through the pipeline.

Известен «Инструмент для закрытия трубопровода, сборка и способ применения» по заявке на изобретение США US 2022/0290793, опубликованной 15.09.2022.Known for “Tool for closing a pipeline, assembly and method of use” under US patent application US 2022/0290793, published 09/15/2022.

Инструмент для закрытия участка трубы включает узел доступа в трубопровод, переходной узел и изолирующий узел. Узел доступа в трубопровод сконфигурирован для введения и извлечения изолирующего узла через отверстие в стенке трубопровода. Переходной узел выполнен с возможностью крепления корпуса узла доступа в трубопровод с трубой, и соединения поршня и хомута узла доступа в трубопровод с изолирующим узлом посредством соединительного узла. Изолирующий узел включает в себя модуль уплотнения, содержащий кольцевые уплотнительные элементы, перемещение и прижатие которых к внутренней стенки трубы производится с помощью жидкости под давлением, подаваемой через камеру, установленную в изолирующем узле.The tool for closing a pipe section includes a pipeline access unit, a transition unit, and an insulating unit. The pipeline access assembly is configured to insert and remove the insulating assembly through an opening in the wall of the pipeline. The transition unit is configured to attach the body of the pipeline access unit to the pipe, and connect the piston and clamp of the pipeline access unit to the insulating unit by means of a connecting unit. The insulating unit includes a sealing module containing ring sealing elements, the movement and pressing of which against the inner wall of the pipe is carried out using a liquid under pressure supplied through a chamber installed in the insulating unit.

Инструмент для закрытия трубопровода может быть использован на действующем трубопроводе, находящемся под давлением. Недостатком этого инструмента является низкая надежность, обусловленная возможностью потери герметичности из-за износа кольцевых уплотнительных элементов в результате многократного использования или воздействия на них неоднородных коррозионных отложений на внутренней поверхности трубы. Это может привести не только к снижению изолирующих свойств, но и к попаданию жидкости, создающей давление на кольцевые уплотнительные элементы, в трубопровод, что может вызвать аварийные ситуации.The pipeline closing tool can be used on an existing pipeline under pressure. The disadvantage of this tool is low reliability due to the possibility of loss of tightness due to wear of the ring sealing elements as a result of repeated use or exposure to heterogeneous corrosion deposits on the inner surface of the pipe. This can lead not only to a decrease in insulating properties, but also to liquid entering the pipeline, creating pressure on the ring sealing elements, which can cause emergency situations.

Известно «Закрывающее трубопровод устройство с использованием надувного элемента» по патенту на изобретение США US 3774647, опубликованному 27.11.1973.It is known "Pipe closing device using an inflatable element" according to US patent US 3774647, published on November 27, 1973.

Закрывающее трубопровод устройство содержит узел крепления к трубопроводу в виде приваренного фитинга вокруг предварительно проделанного в трубе отверстия. Узел запорной арматуры реализован с помощью запорного клапана. Узел доступа в трубопровод выполнен в виде несущего корпуса, через который пропущен перемещаемый шток. К его нижнему концу прикреплен закрывающий узел с помощью поворотного узла сочленения. В закрывающем узле, содержащем два параллельных диска, насаженных на один вал, образована герметичная камера с помощью закрепленного между краями дисков кольцеобразного эластичного уплотняющего элемента. В эту камеру посредством шланга, пропущенного через несущий корпус, подается газ под давлением. В исходном состоянии закрывающий узел свободно помещается в трубопровод. В результате подачи газа под давлением в герметичную камеру кольцеобразный эластичный уплотняющий элемент расширяется до состояния его плотного прижатия к внутренней стенке трубопровода по всей его окружности, перекрывая трубопровод. После прекращения подачи газа под давлением и уменьшения диаметра кольцеобразного эластичного уплотняющего элемента закрывающее трубопровод устройство может быть удалено из трубопровода известным способом.The device closing the pipeline contains an attachment to the pipeline in the form of a welded fitting around a hole previously made in the pipe. The shut-off valve assembly is implemented using a shut-off valve. The pipeline access unit is made in the form of a supporting body through which a movable rod is passed. A closing assembly is attached to its lower end using a rotating joint assembly. In the closing unit containing two parallel disks mounted on one shaft, a sealed chamber is formed using a ring-shaped elastic sealing element fixed between the edges of the disks. Gas under pressure is supplied to this chamber by means of a hose passed through the supporting body. In the initial state, the closing unit fits freely into the pipeline. As a result of the supply of gas under pressure into the sealed chamber, the ring-shaped elastic sealing element expands until it is tightly pressed against the inner wall of the pipeline along its entire circumference, blocking the pipeline. After the supply of gas under pressure has been stopped and the diameter of the ring-shaped elastic sealing element has been reduced, the pipeline closing device can be removed from the pipeline in a known manner.

Указанное устройство может быть использовано только для перекрытия трубопроводов низкого давления из-за малой площади соприкосновения кольцеобразного эластичного уплотняющего элемента с внутренней поверхностью трубопровода. Кроме того, устройство имеет существенные ограничения по прочности конструкции закрывающего узла, поскольку давление газа в герметичной камере, распирающее кольцеобразный эластичный уплотняющий элемент изнутри, должно значительно превышать давление в трубопроводе, воздействующее на этот элемент снаружи.The specified device can only be used to shut off low-pressure pipelines due to the small contact area of the ring-shaped elastic sealing element with the inner surface of the pipeline. In addition, the device has significant limitations on the structural strength of the closing unit, since the gas pressure in the sealed chamber, pushing the ring-shaped elastic sealing element from the inside, must significantly exceed the pressure in the pipeline acting on this element from the outside.

Известно «Устройство для очистки и закупоривания трубопроводов» по патенту на изобретение США US 4202377, опубликованному 13.05.1980.The “Device for cleaning and plugging pipelines” is known according to US patent US 4202377, published on 05/13/1980.

По совокупности общих существенных признаков техническое решение по этому патенту на изобретение выбрано в качестве прототипа.Based on the totality of common essential features, the technical solution for this patent for an invention was chosen as a prototype.

Устройство для очистки и закупоривания трубопроводов содержитA device for cleaning and plugging pipelines contains

- узел крепления к трубопроводу, обеспечивающий жесткое и герметичное присоединение к трубопроводу,- attachment to the pipeline, providing a rigid and tight connection to the pipeline,

- узел запорной арматуры, жестко и герметично прикрепленный к узлу крепления к трубопроводу,- a shut-off valve assembly, rigidly and hermetically attached to the attachment to the pipeline,

- узел бурения сквозного отверстия в стенке трубопровода в месте присоединения узла крепления к трубопроводу через узел запорной арматуры и узел крепления к трубопроводу,- a unit for drilling a through hole in the wall of the pipeline at the point where the attachment unit is connected to the pipeline through the shut-off valve unit and the attachment unit to the pipeline,

- узел доступа в трубопровод, обеспечивающий управляемое проникновение во внутреннюю часть трубопровода через узел запорной арматуры и узел крепления к трубопроводу, включающий шток, выполненный в виде полой трубки, размещенный в узле доступа в трубопровод, частично погруженный во внутренне пространство трубопровода с возможностью перемещения по отношению к узлу крепления к трубопроводу,- a pipeline access unit that provides controlled penetration into the internal part of the pipeline through a shut-off valve assembly and a pipeline attachment unit, including a rod made in the form of a hollow tube, located in the pipeline access unit, partially immersed in the internal space of the pipeline with the ability to move in relation to to the attachment point to the pipeline,

- узел уплотнения, обеспечивающий герметичность в узле доступа в трубопровод при перемещении штока,- a sealing unit that ensures tightness in the access point to the pipeline when the rod moves,

- узел сброса давления из внутренней части узла доступа в трубопровод,- pressure relief unit from the inside of the pipeline access unit,

- узел сочленения, прикрепленный к концу штока, предназначенного для погружения во внутреннее пространство трубопровода,- an articulation unit attached to the end of a rod designed to be inserted into the internal space of the pipeline,

- закрывающий узел, прикрепленный к узлу сочленения и предназначенный для прохождения через узел доступа к трубопроводу, узел запорной арматуры и узел крепления к трубопроводу во внутреннюю часть трубопровода, состоящий из неподвижного диска и подвижного диска, размещенных параллельно друг другу на валу и выполненных с возможностью осевого перемещения на нем при вращении вала, между которыми установлен кольцевой эластичный уплотняющий элемент,- a closing unit attached to the articulation unit and designed to pass through the access unit to the pipeline, the shut-off valve unit and the attachment unit to the pipeline into the internal part of the pipeline, consisting of a fixed disk and a movable disk placed parallel to each other on the shaft and made with the possibility of axial movement on it when the shaft rotates, between which an annular elastic sealing element is installed,

- узел привода, обеспечивающий управляемое вращение приводного вала от источника, создающего крутящий момент,- a drive unit that provides controlled rotation of the drive shaft from a source that creates torque,

- узел передачи, преобразующий вращательное движение приводного вала в поступательное движение подвижного диска относительно неподвижного диска с использованием конических зубчатых вращающихся шестеренок, оси которых закреплены с помощью подшипников.- a transmission unit that converts the rotational motion of the drive shaft into the translational motion of a movable disk relative to a stationary disk using bevel-toothed rotating gears, the axes of which are secured with bearings.

Устройство для очистки и закупоривания трубопроводов позволяет проводить полное перекрытие трубопровода под давлением, например действующего газопровода, с сохранением его работоспособности без предварительного отключения.A device for cleaning and plugging pipelines makes it possible to completely shut off a pipeline under pressure, for example an existing gas pipeline, while maintaining its functionality without prior shutdown.

Прототип имеет следующие основные недостатки:The prototype has the following main disadvantages:

- невозможность его использования для трубопроводов большого давления с большим диаметром трубы, поскольку приложение силы для сближения подвижного и неподвижного дисков закрывающего узла только в одном месте, в центре вдоль продольной оси, недостаточно для необходимого плотного прижатия к внутренней стенке трубопровода кольцевого эластичного уплотняющего элемента, который размещен в периферийной кольцевой области указанных дисков,- the impossibility of using it for high-pressure pipelines with a large pipe diameter, since the application of force to bring together the movable and stationary disks of the closing assembly in only one place, in the center along the longitudinal axis, is not enough for the necessary tight pressing of the annular elastic sealing element, which located in the peripheral annular region of these disks,

- низкая надежность из-за сложности конструкции механического узла привода с карданным сочленением и недостаточности прочностных характеристик узла передачи, использующего только две зубчатые вращающиеся шестеренки, для трубопроводов с большим рабочим давлением,- low reliability due to the complexity of the design of the mechanical drive unit with a cardan joint and the insufficient strength characteristics of the transmission unit, which uses only two toothed rotating gears, for pipelines with high operating pressure,

- низкая безопасность по причине присутствия технического персонала на месте установки указанного устройства на трубопроводе для осуществления ручного механического вращения узла привода, который может пострадать в случае аварии,- low safety due to the presence of technical personnel at the installation site of the specified device on the pipeline to perform manual mechanical rotation of the drive unit, which may be damaged in the event of an accident,

- большая трудоемкость использования устройства из-за сложности монтажа его конструкции и работы с ней, а также увеличенные затраты на проведение ремонтных работ.- greater complexity of using the device due to the complexity of installing its structure and working with it, as well as increased costs for repair work.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Использование данного технического решения обеспечивает высокую герметичность закрывающего устройства при высоком давлении транспортируемого вещества в трубопроводах большого диаметра, увеличение надежности и безопасности, а также снижение затрат на проведение ремонтных работ.The use of this technical solution ensures high tightness of the closing device at high pressure of the transported substance in large-diameter pipelines, increasing reliability and safety, as well as reducing the cost of repair work.

Указанный положительный эффект достигается за счет того, чтоThis positive effect is achieved due to the fact that

- узел привода выполнен совмещенным с источником, создающим крутящий момент, в виде гидромотора, запитанного от внешней маслостанции с помощью подводящего и отводящего шлангов и установленного непосредственно на корпусе закрывающего узла, выполненном в виде чаши, кромка которой прижата и прикреплена к задней периферийной поверхности неподвижного диска,- the drive unit is made combined with a source that creates torque, in the form of a hydraulic motor, powered from an external oil station using inlet and outlet hoses and installed directly on the body of the closing unit, made in the form of a bowl, the edge of which is pressed and attached to the rear peripheral surface of the fixed disk ,

- узел передачи установлен непосредственно на закрывающем узле и выполнен на основе червячной (зубчато-винтовой) передачи, содержащей червяк, установленный внутри корпуса закрывающего узла, выполненного в виде чаши, кромка которой прижата и прикреплена к задней периферийной поверхности неподвижного диска, расположенный соосно с осью гидромотора, верхний конец червяка жестко присоединен к оси гидромотора, противоположные части червяка закреплены внутри корпуса закрывающего узла с помощью подшипников, центральная часть червяка с обеих противоположных сторон приведена в зацепление с левым червячным колесом, насаженным на левый вал, и правым червячным колесом, насаженным на правый вал, левый вал и правый вал расположены перпендикулярно червяку, их верхние части закреплены с помощью подшипников, установленных в корпусе закрывающего узла,- the transmission unit is installed directly on the closing unit and is made on the basis of a worm (gear-screw) gear containing a worm installed inside the housing of the closing unit, made in the form of a bowl, the edge of which is pressed and attached to the rear peripheral surface of the fixed disk, located coaxially with the axis hydraulic motor, the upper end of the worm is rigidly attached to the axis of the hydraulic motor, the opposite parts of the worm are fixed inside the body of the closing unit using bearings, the central part of the worm on both opposite sides is engaged with the left worm wheel mounted on the left shaft, and the right worm wheel mounted on the right shaft, left shaft and right shaft are located perpendicular to the worm, their upper parts are secured using bearings installed in the body of the closing unit,

- в неподвижном диске закрывающего узла в противоположно расположенных периферийных областях выполнены два сквозных отверстия, в которых установлены подшипники, являющиеся опорными элементами для размещенных внутри них центральных частей левого вала с насаженным левым червячным колесом и правого вала с насаженным правым червяным колесом узла передачи,- in the fixed disk of the closing unit, in oppositely located peripheral areas, there are two through holes in which bearings are installed, which are supporting elements for the central parts of the left shaft with a mounted left worm wheel and the right shaft with a mounted right worm wheel of the transmission unit located inside them,

- в подвижном диске закрывающего узла в противоположно расположенных периферийных областях выполнены два отверстия, внутри которых установлены гайки, в которые вкручены снабженные резьбой нижние части левого вала с насаженным левым червячным колесом и правого вала с насаженным правым червяным колесом узла передачи,- in the movable disk of the closing unit, in oppositely located peripheral areas, two holes are made, inside of which nuts are installed, into which the threaded lower parts of the left shaft with a mounted left worm wheel and the right shaft with a mounted right worm wheel of the transmission unit are screwed,

- узел доступа выполнен в виде кожуха цилиндрической формы, имеющего нижний открытый конец снабженный фланцем, который жестко и герметично присоединен к узлу запорной арматуры, и верхний закрытый конец, в котором размещены два быстроразъемных соединения, через которые пропущены подводящий шланг и отводящий шланг, присоединенные к маслостанции.- the access unit is made in the form of a cylindrical casing, having a lower open end equipped with a flange, which is rigidly and hermetically connected to the shut-off valve assembly, and an upper closed end, which houses two quick-release connections through which the inlet hose and outlet hose are passed, connected to oil stations.

В закрывающем устройстве центральная часть червяка узла передачи с обеих противоположных сторон приведена в зацепление с дополнительным левым червячным колесом, насаженным на дополнительный левый вал, и с дополнительным правым червячным колесом, насаженным на дополнительный правый вал, дополнительный левый вал и дополнительный правый вал расположены перпендикулярно червяку, их верхние части закреплены с помощью дополнительных подшипников, установленных в корпусе закрывающего узла, их центральные части попущены через два дополнительных сквозных отверстия, выполненных в неподвижном диске с установленными в них двумя дополнительными опорными подшипниками, а снабженные резьбой их нижние части вкручены в гайки, установленные в двух дополнительных отверстиях подвижного диска так, что левый вал, правый вал, дополнительный левый вал и дополнительный правый вал образуют попарно симметричную конфигурацию в периферийных областях неподвижного и подвижного дисков закрывающего узла.In the closing device, the central part of the worm of the transmission unit is engaged on both opposite sides with an additional left worm wheel mounted on an additional left shaft, and with an additional right worm wheel mounted on an additional right shaft, the additional left shaft and the additional right shaft are located perpendicular to the worm , their upper parts are secured with the help of additional bearings installed in the body of the closing unit, their central parts are passed through two additional through holes made in the fixed disk with two additional support bearings installed in them, and their threaded lower parts are screwed into nuts installed in two additional holes of the movable disk so that the left shaft, the right shaft, the additional left shaft and the additional right shaft form a pairwise symmetrical configuration in the peripheral regions of the fixed and movable disks of the closure assembly.

В закрывающем устройстве внутренние поверхности неподвижного диска и подвижного диска закрывающего узла снабжены периферийными коническими скосами, кольцевой эластичный уплотняющий элемент выполнен в поперечном сечении трапецеидальной формы, а внешняя сторона его, соответствующая основанию трапеции и примыкающая к внутренней поверхности трубопровода, снабжена наружными кольцеобразными выступами.In the closing device, the internal surfaces of the fixed disk and the movable disk of the closing assembly are equipped with peripheral conical bevels, the annular elastic sealing element is made in a trapezoidal cross-section, and its outer side, corresponding to the base of the trapezoid and adjacent to the inner surface of the pipeline, is equipped with external annular protrusions.

В закрывающем устройстве узел сброса давления выполнен в виде штуцера жестко и герметично прикрепленного к верхней боковой части кожуха цилиндрической формы, к которому присоединен шаровой кран.In the closing device, the pressure relief unit is made in the form of a fitting rigidly and hermetically attached to the upper side part of the cylindrical casing, to which a ball valve is connected.

В закрывающем устройстве в кожухе узла доступа в трубопровод выполнено отверстие с присоединенным к нему жестким и герметичным отводом, реализующим байпас для выхода транспортируемого по трубопроводу вещества в обход перекрытого закрывающим устройством участка трубопровода.In the closing device, in the casing of the pipeline access unit, there is a hole with a rigid and sealed outlet attached to it, which provides a bypass for the exit of the substance transported through the pipeline, bypassing the section of the pipeline blocked by the closing device.

В закрывающем устройстве узел уплотнения выполнен в виде манжеты, вставленной в канавку, выполненную внутри сквозного отверстия в верхней части кожуха цилиндрической формы, имеющей внутренний диаметр меньше по величине, чем диаметр штока.In the closing device, the sealing unit is made in the form of a cuff inserted into a groove made inside a through hole in the upper part of a cylindrical casing having an internal diameter smaller than the diameter of the rod.

В закрывающем устройстве узел запорной арматуры выполнен в виде плоской шиберной задвижки, снабженной клапаном выравнивания давления в узле крепления к трубопроводу и узле доступа в трубопровод, верхний конец которой снабжен фланцем, который жестко и герметично прикреплен к фланцу кожуха узла доступа.In the closing device, the shut-off valve assembly is made in the form of a flat gate valve equipped with a pressure equalization valve in the attachment point to the pipeline and the access point to the pipeline, the upper end of which is equipped with a flange that is rigidly and hermetically attached to the flange of the casing of the access point.

В закрывающем устройстве жесткое присоединение верхнего конца червяка узла передачи к оси гидромотора узла привода выполнено в виде вертикально расположенной муфты, один конец которой охватывает ось гидромотора, а противоположный конец охватывает верхний конец червяка.In the closing device, the rigid connection of the upper end of the worm of the transmission unit to the axis of the hydraulic motor of the drive unit is made in the form of a vertically located coupling, one end of which covers the axis of the hydraulic motor, and the opposite end covers the upper end of the worm.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

В дальнейшем изобретение поясняется конкретными примерами его выполнения со ссылками на прилагаемые рисунок (Фигура 1), на котором представлен общий вид закрывающего устройства в разрезе с закрывающим узлом в рабочем положении, рисунок (Фигура 2), на котором показано вертикальное центральное продольное сечение закрывающего узла, рисунок (Фигура 3), на котором изображено вертикальное поперечное сечение закрывающего узла с левым червячным колесом и правым червячным колесом по стрелкам А-А на Фигуре 2, рисунок (Фигура 4), на котором изображено горизонтальное продольное сечение закрывающего узла по стрелкам Б-Б на Фигуре 3, рисунок (Фигура 5), на котором показано вертикальное поперечное сечение закрывающего узла с левым червячным колесом, правым червячным колесом, дополнительным левым червячным колесом и дополнительным правым червячным колесом, рисунок (Фигура 6), на котором представлено сечение периферийной области неподвижного диска, периферийной области подвижного диска и сечение кольцевого эластичного уплотняющего элемента.In the following, the invention is illustrated by specific examples of its implementation with reference to the attached figure (Figure 1), which shows a general view of the closing device in section with the closing unit in working position, figure (Figure 2), which shows the vertical central longitudinal section of the closing unit, drawing (Figure 3), which shows a vertical cross-section of the closing unit with a left worm wheel and a right worm wheel along arrows A-A in Figure 2, drawing (Figure 4), which shows a horizontal longitudinal section of a closing unit along arrows B-B in Figure 3, drawing (Figure 5), which shows a vertical cross-section of the closing assembly with a left worm wheel, a right worm wheel, an additional left worm wheel and an additional right worm wheel, drawing (Figure 6), which shows a cross-section of the peripheral region of the stationary disk, peripheral region of the movable disk and cross-section of the annular elastic sealing element.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

Закрывающее устройство 1 (Фигура 1) содержит узел крепления к трубопроводу 2, выполненный в виде фитинга 3, первый конец которого приварен снаружи к трубопроводу 2, охватывая предварительно проделанное в нем отверстие в месте ремонта с помощью буровой машины, а на втором конце выполнен фланец.The closing device 1 (Figure 1) contains a fastening unit to the pipeline 2, made in the form of a fitting 3, the first end of which is welded externally to the pipeline 2, covering a hole previously made in it at the repair site using a drilling machine, and a flange is made at the second end.

Узел запорной арматуры реализован в виде плоской шиберной задвижки 4, снабженной клапаном выравнивания давления в узле крепления к трубопроводу и узле доступа в трубопровод, плотно прижатой сверху к фланцу фитинга 3.The shut-off valve assembly is implemented in the form of a flat gate valve 4, equipped with a pressure equalization valve in the attachment point to the pipeline and the access point to the pipeline, tightly pressed from above to the fitting flange 3.

Узел доступа в трубопровод содержит кожух цилиндрической формы 5, имеющий нижний открытый конец снабженный фланцем, который жестко и герметично присоединен к плоской шиберной задвижке 4 сверху нее, и верхний закрытый конец, в котором размещены два быстроразъемных соединения 6, через которые пропущены подводящий шланг 7 и отводящий шланг 8, присоединенные к маслостанции 9.The pipeline access unit contains a cylindrical casing 5, having a lower open end equipped with a flange, which is rigidly and hermetically connected to a flat gate valve 4 on top of it, and an upper closed end, which houses two quick-release connections 6, through which the supply hose 7 and outlet hose 8 connected to the oil station 9.

В кожухе цилиндрической формы 5 узла доступа в трубопровод выполнено отверстие с присоединенным к нему жестким и герметичным отводом 10, реализующим байпас для выхода транспортируемого по трубопроводу вещества в обход перекрытого закрывающим устройством участка трубопровода.In the cylindrical casing 5 of the pipeline access unit there is a hole with a rigid and sealed outlet 10 attached to it, which provides a bypass for the exit of the substance transported through the pipeline, bypassing the section of the pipeline blocked by the closing device.

Узел сброса давления выполнен в виде штуцера 11, жестко и герметично прикрепленного к верхней боковой части кожуха цилиндрической формы 5, к которому присоединен шаровой кран 12.The pressure relief unit is made in the form of a fitting 11, rigidly and hermetically attached to the upper side part of the cylindrical casing 5, to which a ball valve 12 is attached.

Узел доступа в трубопровод, обеспечивающий управляемое проникновение во внутреннюю часть трубопровода через узел запорной арматуры и узел крепления к трубопроводу, включает шток 13, выполненный в виде полой трубки.The pipeline access unit, which provides controlled penetration into the internal part of the pipeline through the shut-off valve assembly and the attachment to the pipeline, includes a rod 13 made in the form of a hollow tube.

Узел уплотнения, обеспечивающий герметичность в узле доступа в трубопровод при перемещении штока 13, выполнен в виде манжеты 14, вставленной в канавку, сделанную внутри сквозного отверстия в верхней части кожуха цилиндрической формы 5, имеющей внутренний диаметр меньше по величине, чем диаметр штока 13.The sealing unit, which ensures tightness in the access point to the pipeline when the rod 13 moves, is made in the form of a cuff 14 inserted into a groove made inside the through hole in the upper part of the cylindrical casing 5, having an internal diameter smaller in size than the diameter of the rod 13.

Узел сочленения, прикрепленный к концу штока 13, предназначенного для погружения во внутреннее пространство трубопровода 2, содержит основание 15, к которому с помощью шарнира 16 присоединен держатель 17 с возможностью вращения вокруг оси шарнира 16. К держателю 17 жестко прикреплен закрывающий узел 18.The articulation unit attached to the end of the rod 13, intended for immersion into the internal space of the pipeline 2, contains a base 15, to which a holder 17 is attached using a hinge 16 with the ability to rotate around the axis of the hinge 16. A closing unit 18 is rigidly attached to the holder 17.

Закрывающий узел 18 (Фигура 2) включает корпус 19, выполненный в виде чаши, кромка которой прижата и прикреплена к задней периферийной поверхности неподвижного диска 20, а также подвижный диск 21, между которыми установлен кольцевой эластичный уплотняющий элемент 22. Корпус 19 закрывающего узла поддерживается снизу в рабочем положении с помощью опорного ролика 23. При движении штока 13 вниз разворот закрывающего узла в трубопроводе в рабочее положение производится с использованием нижнего ролика скольжения 24 и верхнего ролика скольжения 25, установленных в нижней части задней крышки, прикрепленной к корпусу 19 закрывающего узла.The closing unit 18 (Figure 2) includes a housing 19, made in the form of a bowl, the edge of which is pressed and attached to the rear peripheral surface of the fixed disk 20, as well as a movable disk 21, between which an annular elastic sealing element 22 is installed. The housing 19 of the closing unit is supported from below in the working position using the support roller 23. When the rod 13 moves downwards, the closing unit in the pipeline is turned into the working position using the lower sliding roller 24 and the upper sliding roller 25 installed in the lower part of the rear cover attached to the housing 19 of the closing unit.

Узел привода (Фигура 2) выполнен совмещенным с источником, создающим крутящий момент, в виде гидромотора 26, установленного непосредственно на корпусе 19 закрывающего узла, и запитанного от внешней маслостанции 9 с помощью подводящего шланга 7 и отводящего шланга 8 (Фигура 1).The drive unit (Figure 2) is made combined with a source that creates torque, in the form of a hydraulic motor 26, mounted directly on the housing 19 of the closing unit, and powered from an external oil station 9 using an inlet hose 7 and an outlet hose 8 (Figure 1).

Узел передачи (Фигура 2 и Фигура 3) установлен непосредственно на закрывающем узле и выполнен на основе червячной (зубчато-винтовой) передачи, содержащей червяк 27, установленный внутри корпуса 19 закрывающего узла, расположенный соосно с осью гидромотора 26. Верхний конец червяка жестко присоединен к оси гидромотора с помощью муфты 28. Противоположные части червяка закреплены внутри корпуса закрывающего узла с помощью верхнего подшипника 29 и нижнего подшипника 30, снабженного крышкой подшипника 31. Центральная часть червяка 27 с обеих противоположных сторон приведена в зацепление с левым червячным колесом 32, насаженным на левый вал 33, и с правым червячным колесом 34, насаженным на правый вал 35. Левый вал 33 и правый вал 35 расположены перпендикулярно червяку 27. Верхняя часть левого вала 33 (Фигура 4) закреплена в корпусе 19 закрывающего узла с помощью подшипника 36. Верхняя часть правого вала 35 закреплена в корпусе 19 закрывающего узла с помощью подшипника 37.The transmission unit (Figure 2 and Figure 3) is installed directly on the closing unit and is made on the basis of a worm (gear-screw) gear containing a worm 27 installed inside the housing 19 of the closing unit, located coaxially with the axis of the hydraulic motor 26. The upper end of the worm is rigidly attached to axis of the hydraulic motor using a clutch 28. The opposite parts of the worm are secured inside the housing of the closing unit using the upper bearing 29 and the lower bearing 30, equipped with a bearing cover 31. The central part of the worm 27 on both opposite sides is engaged with the left worm wheel 32, mounted on the left shaft 33, and with the right worm wheel 34 mounted on the right shaft 35. The left shaft 33 and the right shaft 35 are located perpendicular to the worm 27. The upper part of the left shaft 33 (Figure 4) is fixed in the housing 19 of the closing unit using a bearing 36. The upper part the right shaft 35 is fixed in the housing 19 of the closing unit using a bearing 37.

В неподвижном диске 20 (Фигура 4) закрывающего узла в противоположно расположенных периферийных областях выполнены два сквозных отверстия, в которых установлены подшипник 38, являющийся опорным элементом для размещенной внутри него центральной части левого вала 33 червяного колеса 32 и подшипник 39, являющийся опорным элементом для размещенной внутри него центральной части правого вала 35 червяного колеса 34.In the fixed disk 20 (Figure 4) of the closing unit, in oppositely located peripheral areas, two through holes are made in which a bearing 38 is installed, which is a supporting element for the central part of the left shaft 33 of the worm wheel 32 located inside it, and a bearing 39, which is a supporting element for the located inside it is the central part of the right shaft 35 of the worm wheel 34.

В подвижном диске 21 закрывающего узла (Фигура 4) в противоположно расположенных периферийных областях выполнены два отверстия, внутри которых установлена гайка 40, в которую вкручена снабженная резьбой нижняя часть левого вала 33 червяного колеса 32, а также гайка 41, в которую вкручена снабженная резьбой нижняя часть правого вала 35 червяного колеса 34.In the movable disk 21 of the closing unit (Figure 4), in oppositely located peripheral areas, two holes are made, inside which a nut 40 is installed, into which the threaded lower part of the left shaft 33 of the worm wheel 32 is screwed, as well as a nut 41, into which the threaded lower part is screwed. part of the right shaft 35 of the worm wheel 34.

В узле передачи (Фигура 5) центральная часть червяка 27 с обеих противоположных сторон приведена в зацепление с дополнительным левым червячным колесом 42, которое насажено на дополнительный левый вал 43 и дополнительным правым червячным колесом 44, которое насажено на дополнительный правый вал 45.In the transmission unit (Figure 5), the central part of the worm 27 on both opposite sides is engaged with an additional left worm wheel 42, which is mounted on an additional left shaft 43 and an additional right worm wheel 44, which is mounted on an additional right shaft 45.

По аналогии с левым валом 33 и правым валом 35 дополнительный левый вал 43 и дополнительный правый вал 45 расположены перпендикулярно червяку 27, их верхние части закреплены с помощью двух дополнительных подшипников, установленных в корпусе закрывающего узла 19, их центральные части попущены через два дополнительных сквозных отверстия, выполненных в неподвижном диске 20 с установленными в них двумя дополнительными опорными подшипниками, а снабженные резьбой их нижние части вкручены в гайки, установленные в двух дополнительных отверстиях подвижного диска 21 так, что все четыре вала червячных колес узла привода образуют попарно симметричную конфигурацию в периферийных областях неподвижного и подвижного дисков закрывающего узла.By analogy with the left shaft 33 and the right shaft 35, the additional left shaft 43 and the additional right shaft 45 are located perpendicular to the worm 27, their upper parts are secured using two additional bearings installed in the housing of the closing unit 19, their central parts are passed through two additional through holes , made in a stationary disk 20 with two additional support bearings installed in them, and their threaded lower parts are screwed into nuts installed in two additional holes of the movable disk 21 so that all four shafts of the worm wheels of the drive unit form a pairwise symmetrical configuration in the peripheral areas fixed and movable disks of the closing unit.

Внутренние поверхности неподвижного диска 20 и подвижного диска 21 закрывающего узла (Фигура 6) снабжены периферийными коническими скосами 46 и 47. Кольцевой эластичный уплотняющий элемент 22 выполнен в поперечном сечении трапецеидальной формы, а внешняя сторона его, соответствующая основанию трапеции и примыкающая к внутренней поверхности трубопровода, снабжена наружными кольцеобразными выступами 48.The internal surfaces of the fixed disk 20 and the movable disk 21 of the closing unit (Figure 6) are equipped with peripheral conical bevels 46 and 47. The annular elastic sealing element 22 is made in the cross section of a trapezoidal shape, and its outer side, corresponding to the base of the trapezoid and adjacent to the inner surface of the pipeline, equipped with external ring-shaped projections 48.

Способ применения закрывающего устройства для проведения ремонтно-восстановительных работ на трубопроводе под давлением включает следующие действия.The method of using a closing device for carrying out repair and restoration work on a pipeline under pressure includes the following steps.

Приваривают нижний конец фитинга 3 снаружи к трубопроводу 2 в необходимом месте (Фигура 1).Weld the lower end of the fitting 3 from the outside to the pipeline 2 in the required place (Figure 1).

Устанавливают плоскую шиберную задвижку 4, снабженной клапаном выравнивания давления в узле крепления к трубопроводу и узле доступа в трубопровод, плотно прижимая ее сверху к фланцу фитинга 3, обеспечивая необходимую жесткость и герметичность.Install a flat gate valve 4, equipped with a pressure equalization valve, in the attachment point to the pipeline and the access point to the pipeline, pressing it tightly from above to the fitting flange 3, ensuring the necessary rigidity and tightness.

Монтируют на плоскую шиберную задвижку 4 специализированную буровую машину для врезки и открывают ее.Mount a specialized tap-in drilling machine onto a flat gate valve 4 and open it.

Сверлят специализированной буровой машиной для врезки сквозное отверстие в трубопроводе 2 корончатой фрезой необходимого диаметра, которая проходит через плоскую шиберную задвижку 4 и фитинг 3.Using a specialized drilling machine for tapping, a through hole is drilled in the pipeline 2 with a core cutter of the required diameter, which passes through a flat gate valve 4 and fitting 3.

После извлечения корончатой фрезы перекрывают плоскую шиберную задвижку 4 и демонтируют буровую машину для врезки.After removing the core cutter, the flat gate valve 4 is closed and the drilling machine for tapping is dismantled.

Устанавливают остальные узлы закрывающего устройства в собранном виде (Фигура 1) с плотно закрытым отводом 10 реализующим байпас для выхода транспортируемого по трубопроводу вещества в обход перекрытого закрывающим устройством участка трубопровода, на плоскую шиберную задвижку 4 и открывают ее.Install the remaining components of the closing device in assembled form (Figure 1) with a tightly closed outlet 10 that implements a bypass for the exit of the substance transported through the pipeline, bypassing the pipeline section blocked by the closing device, onto a flat gate valve 4 and open it.

Опускают шток 13 в трубопровод 2 с помощью узла доступа в трубопровод, обеспечивающего управляемое проникновение во внутреннюю часть трубопровода 2 через плоскую шиберную задвижку 4 и фитинг 3.The rod 13 is lowered into the pipeline 2 using a pipeline access unit, which provides controlled penetration into the interior of the pipeline 2 through a flat gate valve 4 and fitting 3.

Разворачивают закрывающий узел 18 из исходного вертикального положения в рабочее горизонтальное положение (Фигура 2) за счет вращения держателя 17 относительно основания 15 с помощью шарнира 16 и упора сначала нижнего ролика скольжения 24, а затем верхнего ролика скольжения 25 в стенку трубопровода 3.The closing assembly 18 is rotated from its original vertical position to a working horizontal position (Figure 2) due to the rotation of the holder 17 relative to the base 15 using the hinge 16 and the stop of first the lower sliding roller 24, and then the upper sliding roller 25 into the wall of the pipeline 3.

Вводят закрывающий узел 18 в трубопровод 2, так как в исходном состоянии внешний диаметр кольцевого эластичного уплотняющего элемента 22 меньше внутреннего диаметра трубы трубопровода 2.The closing unit 18 is inserted into the pipeline 2, since in the initial state the outer diameter of the annular elastic sealing element 22 is less than the internal diameter of the pipe of the pipeline 2.

Фиксируют и поддерживают в рабочем положении снизу корпус 19 закрывающего узла 18 с помощью опорного ролика 23.The housing 19 of the closing unit 18 is fixed and supported in working position from below using a support roller 23.

Включают маслостанцию 9 и подают через подсоединенные к ней подводящий шланг 7 и отводящий шланг 8 масло под давлением на гидромотор 26.Turn on the oil station 9 and supply oil under pressure to the hydraulic motor 26 through the inlet hose 7 and outlet hose 8 connected to it.

Вращают червяк 27 с помощью гидромотора 26 (Фигура 3).The worm 27 is rotated using a hydraulic motor 26 (Figure 3).

Приводят посредством червяка 27 во вращательное движение левое червячное колесо 32 и правое червячное колесо 34, и, таким образом, вращают левый вал червячного колеса 33 и правый вал червячного колеса 35.The left worm wheel 32 and the right worm wheel 34 are driven into rotation by means of the worm 27, and thus the left shaft of the worm wheel 33 and the right shaft of the worm wheel 35 are rotated.

Перемещают в закрывающем узле подвижный диск 21 (Фигура 4) в сторону к неподвижному диску 20 за счет резьбового соединения нижней части левого червячного вала 33 и установленной в подвижном диске 21 гайки 40, а также за счет резьбового соединения нижней части правого червячного вала 35 и установленной в подвижном диске 21 гайки 41.In the closing unit, the movable disk 21 (Figure 4) is moved towards the fixed disk 20 due to the threaded connection of the lower part of the left worm shaft 33 and the nut 40 installed in the movable disk 21, as well as due to the threaded connection of the lower part of the right worm shaft 35 and the installed there are 21 nuts 41 in the movable disk.

Сжимают кольцевой эластичный уплотняющий элемент 22, расположенный между периферийными внутренними поверхностями неподвижного диска 20 и подвижного диска 21 закрывающего узла за счет их относительного сближения.The annular elastic sealing element 22 located between the peripheral internal surfaces of the fixed disk 20 and the movable disk 21 of the closing unit is compressed due to their relative proximity.

Плотно прижимают к внутренней поверхности трубопровода 2 наружную поверхность кольцевого эластичного уплотняющего элемента 22 за счет увеличения его радиального размера в результате его деформации из-за бокового сжатия (Фигура 2).The outer surface of the annular elastic sealing element 22 is pressed tightly against the inner surface of the pipeline 2 due to an increase in its radial size as a result of its deformation due to lateral compression (Figure 2).

Отключают маслостанцию 9 с сохранением взаимоположения неподвижного диска 20 и подвижного диска 21 за счет силы трения в резьбовых соединениях и, таким образом, обеспечивают постоянную высокую герметичность закрывающего узла 18 (Фигура 1).The oil station 9 is turned off while maintaining the relative position of the fixed disk 20 and the movable disk 21 due to the frictional force in the threaded connections and, thus, ensure a constant high tightness of the closing assembly 18 (Figure 1).

Открывают отвод 10, если необходимо реализовать байпас для выхода транспортируемого по трубопроводу вещества в обход перекрытого закрывающим устройством участка трубопровода.The outlet 10 is opened if it is necessary to implement a bypass for the exit of the substance transported through the pipeline, bypassing the section of the pipeline blocked by the closing device.

Снятие закрывающего устройства и его извлечение из трубопровода после окончания ремонтно-восстановительных работ производят за счет выполнения аналогичных действий в обратном порядке.Removal of the closing device and its extraction from the pipeline after completion of repair and restoration work is carried out by performing similar actions in the reverse order.

Закрывают отвод 10, если он был открыт с целью реализации байпаса для выхода транспортируемого по трубопроводу вещества в обход перекрытого закрывающим устройством участка трубопровода.The outlet 10 is closed if it was opened in order to implement a bypass for the exit of the substance transported through the pipeline, bypassing the section of the pipeline blocked by the closing device.

Меняют направление движения потока масла за счет включения реверсного режима на самой маслостанции 9 или путем перемены местами подводящего шланга 7 и отводящего шланга 8 на быстроразъемных соединениях 6 (Фигура 1).The direction of oil flow is changed by turning on the reverse mode at the oil station 9 itself or by swapping the inlet hose 7 and outlet hose 8 at the quick-release connections 6 (Figure 1).

Включают маслостанцию 9 и подают через подсоединенные к ней подводящий шланг 7 и отводящий шланг 8 масло под давлением на гидромотор 26 в обратном направлении.The oil station 9 is turned on and oil under pressure is supplied through the inlet hose 7 and outlet hose 8 connected to it to the hydraulic motor 26 in the opposite direction.

Вращают червяк 27 с помощью гидромотора 26 в обратном направлении (Фигура 3).The worm 27 is rotated using a hydraulic motor 26 in the opposite direction (Figure 3).

Приводят посредством червяка 27 во вращательное движение левое червячное колесо 32 и правое червячное колесо 34, и, таким образом, вращают левый вал червячного колеса 33 и правый вал червячного колеса 35 в обратном направлении.By means of the worm 27, the left worm wheel 32 and the right worm wheel 34 are driven into rotation, and thus the left shaft of the worm wheel 33 and the right shaft of the worm wheel 35 are rotated in the opposite direction.

Перемещают в закрывающем узле подвижный диск 21 в сторону от неподвижного диска 20 за счет резьбового соединения нижней части левого червячного вала 33 и установленной в подвижном диске 21 гайки 40, а также за счет резьбового соединения нижней части правого червячного вала 35 и установленной в подвижном диске 21 гайки 41 (Фигура 4).The movable disk 21 is moved in the closing unit away from the fixed disk 20 due to the threaded connection of the lower part of the left worm shaft 33 and the nut 40 installed in the movable disk 21, as well as due to the threaded connection of the lower part of the right worm shaft 35 and installed in the movable disk 21 nuts 41 (Figure 4).

Разжимают кольцевой эластичный уплотняющий элемент 22, расположенный между периферийными внутренними поверхностями неподвижного диска 20 и подвижного диска 21 закрывающего узла за счет их относительного раздвижения.The annular elastic sealing element 22 located between the peripheral internal surfaces of the fixed disk 20 and the movable disk 21 of the closing unit is released due to their relative expansion.

Отжимают от внутренней поверхности трубопровода 2 наружную поверхность кольцевого эластичного уплотняющего элемента 22 за счет уменьшения его радиального размера в результате снятия его деформации из-за бокового разжатия и возвращения его в исходное положение, когда внешний диаметр кольцевого эластичного уплотняющего элемента 22 меньше внутреннего диаметра трубы трубопровода 2.The outer surface of the annular elastic sealing element 22 is pressed from the inner surface of the pipeline 2 by reducing its radial size as a result of removing its deformation due to lateral compression and returning it to its original position when the outer diameter of the annular elastic sealing element 22 is less than the internal diameter of the pipe of the pipeline 2 .

Отключают маслостанцию 9.Turn off the oil station 9.

Выводят закрывающий узел 18 из трубопровода 2 путем поднятия наверх штока 13.The closing unit 18 is removed from the pipeline 2 by lifting the rod 13 upward.

Разворачивают закрывающий узел 18 из рабочего горизонтального положения в исходное вертикальное положения за счет дальнейшего поднятия штока 13 до его верхнего положения и вращения держателя 17 относительно основания 15 с помощью шарнира 16, а также упора сначала на верхний ролик скольжения 25, а затем на нижний ролик скольжения 24 в стенку трубопровода 3.The closing unit 18 is rotated from the working horizontal position to the initial vertical position by further raising the rod 13 to its upper position and rotating the holder 17 relative to the base 15 using the hinge 16, as well as by focusing first on the upper sliding roller 25, and then on the lower sliding roller 24 into the wall of the pipeline 3.

Переводят шток 13 в крайнее верхнее положение вплоть до упора во внутреннюю верхнюю поверхность кожуха цилиндрической формы 5,Move the rod 13 to its uppermost position until it stops at the inner upper surface of the cylindrical casing 5,

Перекрывают плоскую шиберную задвижку 4.Close the flat gate valve 4.

Открывают шаровой кран 12 для сброса остаточного давления транспортируемого по трубопроводу вещества во внутренней части кожуха цилиндрической формы 5 узла доступа.Open the ball valve 12 to relieve the residual pressure of the substance transported through the pipeline in the inner part of the cylindrical casing 5 of the access unit.

Снимают остальные узлы закрывающего устройства 1 в собранном виде с закрытой плоской шиберной задвижки 4 трубопровода 2.Remove the remaining components of the closing device 1 in assembled form from the closed flat gate valve 4 of pipeline 2.

Разбирают закрывающее устройство для удобства его хранения и транспортировки.The closing device is disassembled for ease of storage and transportation.

Монтируют на плоскую шиберную задвижку устройство для ввода заглушки в фитинг, в качестве которого может быть использована буровая машина.A device for inserting the plug into the fitting, which can be used as a drilling machine, is mounted on a flat slide valve.

Открывают плоскую шиберную задвижку 4.Open the flat gate valve 4.

Устанавливают заглушку в фитинг 3.Install the plug into fitting 3.

Демонтируют устройство для ввода заглушки в фитинг 3.Dismantle the device for inserting the plug into fitting 3.

Снимают плоскую шиберную задвижку 4 с фитинга 3.Remove flat gate valve 4 from fitting 3.

Устанавливают крышку на приваренный к трубопроводу 2 фитинг 3.Install the cover on fitting 3 welded to pipeline 2.

Закрывающее устройство может быть использовано для трубопроводов большого давления с большим диаметром трубы. Это обеспечивается благодаря приложению силы для сближения подвижного и неподвижного дисков закрывающего узла и бокового сжатия размещенного между ними кольцевого эластичного уплотняющего элемента не в одном месте вдоль центральной оси трубопровода как у прототипа, а в двух местах или даже четырех местах в периферийных областях указанных дисков. Этого вполне достаточно для необходимого плотного равномерного прижатия к внутренней стенке трубопровода внешней поверхности кольцевого эластичного уплотняющего элемента и обеспечения требуемой герметичности в условиях высокого давления в трубопроводе.The closing device can be used for high pressure pipelines with large pipe diameters. This is ensured by the application of force to bring together the movable and stationary disks of the closing assembly and lateral compression of the annular elastic sealing element placed between them, not in one place along the central axis of the pipeline as in the prototype, but in two places or even four places in the peripheral areas of these disks. This is quite sufficient for the necessary tight, uniform pressing of the outer surface of the annular elastic sealing element against the inner wall of the pipeline and ensuring the required tightness under conditions of high pressure in the pipeline.

Закрывающее устройство может быть использовано для реальных трубопроводов большого давления с большим диаметром трубы, которые имеют не круговую, а эллиптическую форму поперечного сечения, а также в местах сварных швов трубопровода и в условиях наличия коррозионных отложений и дефектов внутри трубопровода. Это достигается не только за счет равномерного периферийного бокового сжатия кольцевого эластичного уплотняющего элемента, но и за счет снабжения внутренних поверхностей неподвижного диска и подвижного диска закрывающего узла периферийными коническими скосами, а также выполнения кольцевого эластичного уплотняющего элемента в поперечном сечении трапецеидальной формы с внешней стороной его, соответствующей основанию трапеции и примыкающей к внутренней поверхности трубопровода, снабженной наружными кольцеобразными выступами. Прижатие такого кольцевого эластичного уплотняющего элемента в относительно широкой полосе внутренней кольцевой поверхности трубопровода и его пластическая деформация позволяют плотно охватывать внутренние выступы и углубления от сварных швов и коррозионных отложений, обеспечивая высокую степень герметизации.The closing device can be used for real high-pressure pipelines with a large pipe diameter, which have not a circular, but an elliptical cross-sectional shape, as well as in places where the pipeline is welded and in conditions of the presence of corrosive deposits and defects inside the pipeline. This is achieved not only due to uniform peripheral lateral compression of the annular elastic sealing element, but also by providing the internal surfaces of the fixed disk and the movable disk of the closing assembly with peripheral conical bevels, as well as by making the annular elastic sealing element in a trapezoidal cross-section with its outer side, corresponding to the base of the trapezoid and adjacent to the inner surface of the pipeline, equipped with outer ring-shaped projections. The pressing of such an annular elastic sealing element in a relatively wide strip of the inner annular surface of the pipeline and its plastic deformation make it possible to tightly cover the internal protrusions and recesses from welds and corrosion deposits, providing a high degree of sealing.

Закрывающее устройство обладает высокой надежностью за счет выполнения узла привода совмещенным с источником, создающим крутящий момент, в виде гидромотора, запитанного от внешней маслостанции и установленного непосредственно на корпусе закрывающего узла. Отказ от использования многочисленных элементов механического привода с карданным соединением от внешнего источника, использованных в прототипе, позволяет полностью исключить вероятность их поломок и повреждений.The closing device is highly reliable due to the drive unit being combined with a source that creates torque, in the form of a hydraulic motor powered from an external oil station and installed directly on the body of the closing unit. Refusal to use numerous mechanical drive elements with a universal joint from an external source, used in the prototype, completely eliminates the possibility of their breakdowns and damage.

Установка узла передачи на закрывающем узле и использование в нем червяка, присоединенного к оси гидромотора и приведенного в зацепление с обеих противоположных сторон в первом варианте исполнения с двумя червячными колесами, а во втором варианте исполнения с четырьмя червячными колесами позволили создать простую, надежную и прочную конструкцию, способную передавать большие усилия для обеспечения бокового равномерного сжатия кольцевого эластичного уплотняющего элемента и эффективно работать в условиях высокого давления в трубопроводе большого диаметра.The installation of a transmission unit on the closing unit and the use of a worm in it, attached to the axis of the hydraulic motor and engaged on both opposite sides in the first version with two worm wheels, and in the second version with four worm wheels, made it possible to create a simple, reliable and durable design , capable of transmitting high forces to ensure lateral uniform compression of the annular elastic sealing element and work effectively under high pressure conditions in a large diameter pipeline.

Промышленная применимость закрывающего устройства для ремонта трубопровода была подтверждена в ходе проведения заводских и полевых испытаний на трубопроводе диаметром 800 мм. Рабочее давление доходило до 2,4 Мпа. Испытательное давление в полтора раза превышало рабочее давление и достигло 3,6 Мпа. Масса закрывающего устройства равнялась 3550 кг, а габаритные размеры составили 4900×1450×1210 мм.The industrial applicability of the closure device for pipeline repairs was confirmed through factory and field testing on an 800 mm diameter pipeline. The working pressure reached 2.4 MPa. The test pressure was one and a half times higher than the working pressure and reached 3.6 MPa. The mass of the closing device was 3550 kg, and the overall dimensions were 4900×1450×1210 mm.

Закрывающее устройство предназначено для продолжительного многократного использования в процессе проведения ремонтно-восстановительных работ на трубопроводах, применяемых для транспортировки разных газообразных и жидких веществ, включая природный газ, воду, нефть и продукты нефтепереработки. Материал кольцевого эластичного уплотняющего элемента должен быть устойчив к воздействию передаваемого по трубопроводу вещества. В случае перекачки по трубопроводу продуктов нефтепереработки в закрывающем устройстве устанавливается кольцевой эластичный уплотняющий элемент, выполненный из маслобензостойкой резины. При использовании закрывающего устройства на трубопроводах, по которым транспортируются различные вещества, подлежит замене только кольцевой эластичный уплотняющий элемент.The closing device is intended for long-term repeated use during repair and restoration work on pipelines used for transporting various gaseous and liquid substances, including natural gas, water, oil and refined petroleum products. The material of the ring elastic sealing element must be resistant to the influence of the substance transmitted through the pipeline. In the case of pumping petroleum products through a pipeline, a ring elastic sealing element made of oil and petrol resistant rubber is installed in the closing device. When using a closing device on pipelines through which various substances are transported, only the annular elastic sealing element must be replaced.

Claims (24)

1. Закрывающее устройство для перекрытия сечения действующего трубопровода, находящегося под давлением транспортируемого по нему вещества, содержащее1. Closing device for closing the cross-section of an existing pipeline under pressure of a substance transported through it, containing - узел крепления к трубопроводу, обеспечивающий жесткое и герметичное присоединение к трубопроводу,- attachment to the pipeline, providing a rigid and hermetically sealed connection to the pipeline, - узел запорной арматуры, жестко и герметично прикрепленный к узлу крепления к трубопроводу,- a shut-off valve assembly, rigidly and hermetically attached to the attachment to the pipeline, - узел бурения сквозного отверстия в стенке трубопровода в месте присоединения узла крепления к трубопроводу через узел запорной арматуры и узел крепления к трубопроводу,- a unit for drilling a through hole in the wall of the pipeline at the point where the attachment unit is connected to the pipeline through the shut-off valve unit and the attachment unit to the pipeline, - узел доступа в трубопровод, обеспечивающий управляемое проникновение во внутреннюю часть трубопровода через узел запорной арматуры и узел крепления к трубопроводу, включающий шток, выполненный в виде полой трубки, размещенный в узле доступа в трубопровод, частично погруженный во внутреннее пространство трубопровода с возможностью перемещения по отношению к узлу крепления к трубопроводу,- a pipeline access unit that provides controlled penetration into the internal part of the pipeline through a shut-off valve assembly and a pipeline attachment unit, including a rod made in the form of a hollow tube, located in the pipeline access unit, partially immersed in the internal space of the pipeline with the ability to move in relation to to the attachment point to the pipeline, - узел уплотнения, обеспечивающий герметичность в узле доступа в трубопровод при перемещении штока,- a sealing unit that ensures tightness in the access point to the pipeline when the rod moves, - узел сброса давления из внутренней части узла доступа в трубопровод,- pressure relief unit from the inside of the pipeline access unit, - узел сочленения, прикрепленный к концу штока, предназначенного для погружения во внутреннее пространство трубопровода,- an articulation unit attached to the end of a rod designed to be inserted into the internal space of the pipeline, - закрывающий узел, прикрепленный к узлу сочленения и предназначенный для прохождения через узел доступа к трубопроводу, узел запорной арматуры и узел крепления к трубопроводу во внутреннюю часть трубопровода, состоящий из неподвижного диска и подвижного диска, размещенных параллельно друг другу на валу и выполненных с возможностью осевого перемещения на нем при вращении вала, между которыми установлен кольцевой эластичный уплотняющий элемент,- a closing unit attached to the articulation unit and designed to pass through the access unit to the pipeline, the shut-off valve unit and the attachment unit to the pipeline into the internal part of the pipeline, consisting of a fixed disk and a movable disk placed parallel to each other on the shaft and made with the possibility of axial movement on it when the shaft rotates, between which an annular elastic sealing element is installed, - узел привода, обеспечивающий управляемое вращение приводного вала от источника, создающего крутящий момент,- a drive unit that provides controlled rotation of the drive shaft from a source that creates torque, - узел передачи, преобразующий вращательное движение приводного вала в поступательное движение подвижного диска относительно неподвижного диска с использованием конических зубчатых вращающихся шестерен, оси которых закреплены с помощью подшипников,- a transmission unit that converts the rotational movement of the drive shaft into the translational movement of the movable disk relative to the stationary disk using bevel-toothed rotating gears, the axes of which are secured with bearings, отличающееся тем, что с целью повышения герметичности закрывающего устройства при высоком давлении транспортируемого вещества в трубопроводах большого диаметра, увеличения надежности и безопасности, а также снижения затрат на проведение ремонтных работcharacterized in that in order to increase the tightness of the closing device at high pressure of the transported substance in large-diameter pipelines, increase reliability and safety, as well as reduce the cost of repair work - узел привода выполнен совмещенным с источником, создающим крутящий момент, в виде гидромотора, запитанного от внешней маслостанции с помощью подводящего и отводящего шлангов и установленного непосредственно на корпусе закрывающего узла, выполненном в виде чаши, кромка которой прижата и прикреплена к задней периферийной поверхности неподвижного диска,- the drive unit is made combined with a source that creates torque, in the form of a hydraulic motor, powered from an external oil station using inlet and outlet hoses and installed directly on the body of the closing unit, made in the form of a bowl, the edge of which is pressed and attached to the rear peripheral surface of the fixed disk , - узел передачи установлен непосредственно на закрывающем узле и выполнен на основе червячной (зубчато-винтовой) передачи, содержащей червяк, установленный внутри корпуса закрывающего узла, выполненного в виде чаши, кромка которой прижата и прикреплена к задней периферийной поверхности неподвижного диска, расположенный соосно с осью гидромотора, верхний конец червяка жестко присоединен к оси гидромотора, противоположные части червяка закреплены внутри корпуса закрывающего узла с помощью подшипников, центральная часть червяка с обеих противоположных сторон приведена в зацепление с левым червячным колесом, насаженным на левый вал, и правым червячным колесом, насаженным на правый вал, левый вал и правый вал расположены перпендикулярно червяку, их верхние части закреплены с помощью подшипников, установленных в корпусе закрывающего узла,- the transmission unit is installed directly on the closing unit and is made on the basis of a worm (gear-screw) gear containing a worm installed inside the housing of the closing unit, made in the form of a bowl, the edge of which is pressed and attached to the rear peripheral surface of the fixed disk, located coaxially with the axis hydraulic motor, the upper end of the worm is rigidly attached to the axis of the hydraulic motor, the opposite parts of the worm are fixed inside the body of the closing unit using bearings, the central part of the worm on both opposite sides is engaged with the left worm wheel mounted on the left shaft, and the right worm wheel mounted on the right shaft, left shaft and right shaft are located perpendicular to the worm, their upper parts are secured using bearings installed in the body of the closing unit, - в неподвижном диске закрывающего узла в противоположно расположенных периферийных областях выполнены два сквозных отверстия, в которых установлены подшипники, являющиеся опорными элементами для размещенных внутри них центральных частей левого вала с насаженным левым червячным колесом и правого вала с насаженным правым червяным колесом узла передачи,- in the fixed disk of the closing unit, in oppositely located peripheral areas, there are two through holes in which bearings are installed, which are supporting elements for the central parts of the left shaft with a mounted left worm wheel and the right shaft with a mounted right worm wheel of the transmission unit located inside them, - в подвижном диске закрывающего узла в противоположно расположенных периферийных областях выполнены два отверстия, внутри которых установлены гайки, в которые вкручены снабженные резьбой нижние части левого вала с насаженным левым червячным колесом и правого вала с насаженным правым червяным колесом узла передачи,- in the movable disk of the closing unit, in oppositely located peripheral areas, two holes are made, inside of which nuts are installed, into which the threaded lower parts of the left shaft with a mounted left worm wheel and the right shaft with a mounted right worm wheel of the transmission unit are screwed, - узел доступа в трубопровод содержит кожух цилиндрической формы, имеющий нижний открытый конец, снабженный фланцем, который жестко и герметично присоединен к узлу запорной арматуры, и верхний закрытый конец, в котором размещены два быстроразъемных соединения, через которые пропущены подводящий шланг и отводящий шланг, присоединенные к маслостанции.- the pipeline access unit contains a cylindrical casing having a lower open end equipped with a flange, which is rigidly and hermetically connected to the shut-off valve assembly, and an upper closed end, which houses two quick-release connections through which the inlet hose and outlet hose are passed, connected to the oil station. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что центральная часть червяка узла передачи с обеих противоположных сторон приведена в зацепление с дополнительным левым червячным колесом, насаженным на дополнительный левый вал, и с дополнительным правым червячным колесом, насаженным на дополнительный правый вал, дополнительный левый вал и дополнительный правый вал расположены перпендикулярно червяку, их верхние части закреплены с помощью дополнительных подшипников, установленных в корпусе закрывающего узла, их центральные части попущены через два дополнительных сквозных отверстия, выполненных в неподвижном диске с установленными в них двумя дополнительными опорными подшипниками, а снабженные резьбой их нижние части вкручены в гайки, установленные в двух дополнительных отверстиях подвижного диска так, что левый вал, правый вал, дополнительный левый вал и дополнительный правый вал образуют попарно симметричную конфигурацию в периферийных областях неподвижного и подвижного дисков закрывающего узла.2. The device according to claim 1, characterized in that the central part of the worm of the transmission unit on both opposite sides is engaged with an additional left worm wheel mounted on an additional left shaft, and with an additional right worm wheel mounted on an additional right shaft, an additional the left shaft and the additional right shaft are located perpendicular to the worm, their upper parts are secured with the help of additional bearings installed in the body of the closing unit, their central parts are passed through two additional through holes made in the stationary disk with two additional support bearings installed in them, and equipped their lower parts are threaded into nuts installed in two additional holes of the movable disk so that the left shaft, the right shaft, the additional left shaft and the additional right shaft form a pairwise symmetrical configuration in the peripheral regions of the fixed and movable disks of the closing assembly. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутренние поверхности неподвижного диска и подвижного диска закрывающего узла снабжены периферийными коническими скосами, кольцевой эластичный уплотняющий элемент выполнен в поперечном сечении трапецеидальной формы, а внешняя сторона его, соответствующая основанию трапеции и примыкающая к внутренней поверхности трубопровода, снабжена наружными кольцеобразными выступами.3. The device according to claim 1, characterized in that the internal surfaces of the fixed disk and the movable disk of the closing assembly are equipped with peripheral conical bevels, the annular elastic sealing element is made in the cross section of a trapezoidal shape, and its outer side, corresponding to the base of the trapezoid and adjacent to the inner surface pipeline, equipped with external ring-shaped projections. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел сброса давления выполнен в виде штуцера, жестко и герметично прикрепленного к верхней боковой части кожуха цилиндрической формы, к которому присоединен шаровой кран.4. The device according to claim 1, characterized in that the pressure relief unit is made in the form of a fitting, rigidly and hermetically attached to the upper side part of the cylindrical casing, to which a ball valve is attached. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в кожухе узла доступа в трубопровод выполнено отверстие с присоединенным к нему жестким и герметичным отводом, реализующим байпас для выхода транспортируемого по трубопроводу вещества в обход перекрытого закрывающим устройством участка трубопровода.5. The device according to claim 1, characterized in that in the casing of the pipeline access unit there is a hole with a rigid and sealed outlet attached to it, which provides a bypass for the exit of the substance transported through the pipeline, bypassing the section of the pipeline blocked by the closing device. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел уплотнения выполнен в виде манжеты, вставленной в канавку, выполненную внутри сквозного отверстия в верхней части кожуха цилиндрической формы, имеющей внутренний диаметр меньше по величине, чем диаметр штока.6. The device according to claim 1, characterized in that the sealing unit is made in the form of a cuff inserted into a groove made inside a through hole in the upper part of the cylindrical casing, having an internal diameter smaller than the diameter of the rod. 7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел запорной арматуры выполнен в виде плоской шиберной задвижки, снабженной клапаном выравнивания давления в узле крепления к трубопроводу и узле доступа в трубопровод, верхний конец которой снабжен фланцем, который жестко и герметично прикреплен к фланцу кожуха узла доступа.7. The device according to claim 1, characterized in that the shut-off valve assembly is made in the form of a flat gate valve equipped with a pressure equalization valve in the attachment point to the pipeline and the access point to the pipeline, the upper end of which is equipped with a flange that is rigidly and hermetically attached to the flange access node casing. 8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что жесткое присоединение верхнего конца червяка узла передачи к оси гидромотора узла привода выполнено в виде вертикально расположенной муфты, один конец которой охватывает ось гидромотора, а противоположный конец охватывает верхний конец червяка.8. The device according to claim 1, characterized in that the rigid connection of the upper end of the worm of the transmission unit to the axis of the hydraulic motor of the drive unit is made in the form of a vertically located coupling, one end of which covers the axis of the hydraulic motor, and the opposite end covers the upper end of the worm.
RU2023109238A 2023-04-12 Closing device RU2809294C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2809294C1 true RU2809294C1 (en) 2023-12-11

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3774647A (en) * 1971-11-04 1973-11-27 Mueller Co Line stopping assembly using an inflatable element
US4202377A (en) * 1976-05-11 1980-05-13 Team, Inc. Pipe cleaning and plugging apparatus
EP2378179B1 (en) * 2010-04-16 2017-07-19 I.S.I.F. S.R.L. Apparatus for blocking fluid flow in a pipe line
CN112361113A (en) * 2020-11-27 2021-02-12 常英杰 Under-pressure plugging method for petroleum and natural gas pipeline
CN212616170U (en) * 2020-06-08 2021-02-26 中国石油天然气集团有限公司 Worm-gear and worm-gear driving hydraulic wrench
RU2751390C1 (en) * 2020-12-29 2021-07-13 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "ТехСистема" Device for stripping internal seams in gas pipeline under pressure

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3774647A (en) * 1971-11-04 1973-11-27 Mueller Co Line stopping assembly using an inflatable element
US4202377A (en) * 1976-05-11 1980-05-13 Team, Inc. Pipe cleaning and plugging apparatus
EP2378179B1 (en) * 2010-04-16 2017-07-19 I.S.I.F. S.R.L. Apparatus for blocking fluid flow in a pipe line
CN212616170U (en) * 2020-06-08 2021-02-26 中国石油天然气集团有限公司 Worm-gear and worm-gear driving hydraulic wrench
CN112361113A (en) * 2020-11-27 2021-02-12 常英杰 Under-pressure plugging method for petroleum and natural gas pipeline
RU2751390C1 (en) * 2020-12-29 2021-07-13 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "ТехСистема" Device for stripping internal seams in gas pipeline under pressure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5193573A (en) Ball valve having replaceable seals under full service pressure
US4411459A (en) Branch fitting for providing access to the interior of a pipe
US10612672B2 (en) Pipeline control unit
US7891377B2 (en) Reverse flow wye connector
US8783293B2 (en) Simple reverse flow wye connector
WO2007089171A1 (en) Fasr-acting gate
RU2809294C1 (en) Closing device
CN111810667B (en) Valve body and low-torque opening valve emergency cut-off device for pipeline
EP2716955B1 (en) Plugging machine for interventions of installation, repair, maintenance on pressure fluids supply piping
US5010919A (en) Subsea barrier valve
RU2267050C2 (en) Pipe branch blocking device
RU10828U1 (en) DEVICE FOR OVERLAPPING PIPELINE TAP
CN215568910U (en) Pipeline sealing oil discharge device
CN101586730B (en) Quick high-pressure no transmission stoppage urgent repair method and jig
RU194491U1 (en) HATCH CRANE
EA001352B1 (en) Safety valve
RU77381U1 (en) TAP OVERLAPPING DEVICE
RU2773408C1 (en) Two-shut-off valve
RU2720060C2 (en) Hatch-cock
RU2149736C1 (en) Apparatus for cutting out opening in pressurized pipeline
KR20160049560A (en) Plugging system
US3502354A (en) Wellhead pipe connector means
RU2300035C1 (en) Plug cock
KR101789985B1 (en) Plugging device
RU2798175C1 (en) Method for the elimination of leakages in pipelines under pressure