RU2789293C1 - Pipeline repair device - Google Patents
Pipeline repair device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2789293C1 RU2789293C1 RU2022108063A RU2022108063A RU2789293C1 RU 2789293 C1 RU2789293 C1 RU 2789293C1 RU 2022108063 A RU2022108063 A RU 2022108063A RU 2022108063 A RU2022108063 A RU 2022108063A RU 2789293 C1 RU2789293 C1 RU 2789293C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ring
- pipeline
- upper half
- central part
- half ring
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области трубопроводного транспорта и техническим средствам для ликвидации утечек в трубах без прекращения их эксплуатации. Устройство для ремонта трубопровода предназначено для проведения аварийно-восстановительных работ в процессе ликвидации течей в действующих нефтяных и газовых трубопроводах как в чрезвычайных аварийных ситуациях, так и при выполнении плановых профилактических ремонтно-восстановительных работ. Применение устройства для ремонта трубопровода возможно практически в любом подлежащем ремонту месте трубопровода, находящегося под высоким давлением.The invention relates to the field of pipeline transport and technical means for eliminating leaks in pipes without stopping their operation. The device for pipeline repair is intended for carrying out emergency and restoration work in the process of eliminating leaks in existing oil and gas pipelines both in emergency situations and when performing scheduled preventive repair and restoration work. The use of the device for repairing the pipeline is possible in almost any place to be repaired in the pipeline under high pressure.
Уровень техникиState of the art
Известно «Устройство для заделки утечки в трубопроводе для транспортировки жидкости» по патенту на изобретение США US 8,978,709, опубликованному 17.03.2015. Устройство содержит эластомерную пластину, прижатую к месту утечки из-за отверстия или трещины распределителем усилия и затягивающими планками, расположенными вокруг трубы. Распределитель усилия включает в себя опорную сетку и силовые модули, которые вызывают деформацию эластомерной пластины так, чтобы она точно соответствовал вогнутой или выпуклой форме трубы в месте утечки и, таким образом, герметизировала отверстие или трещину. Устройство применимо только для ремонта трубопроводов с относительно низким давлением. Ремонт с использованием этого устройства является временным, Он не исключает дальнейшего разрастания дефекта в трубопроводе.It is known "Device for sealing a leak in a pipeline for transporting liquid" according to US patent US 8,978,709, published on March 17, 2015. The device comprises an elastomeric plate pressed against a leak due to a hole or a crack by a force distributor and tightening straps located around the pipe. The force distributor includes a support grid and force modules that deform the elastomeric plate so that it exactly fits the concave or convex shape of the pipe at the leak and thus seals the hole or crack. The device is applicable only for the repair of pipelines with relatively low pressure. Repair using this device is temporary, It does not exclude the further growth of the defect in the pipeline.
Известно «Устройство для ликвидации утечек» по патенту на изобретение Российской Федерации RU 2206814, опубликованному 20.06.2003, позволяющее проводить ремонт трубопроводов и сосудов, находящихся под давлением. Устройство имеет натяжной механизм крепления к трубе и герметизирующий узел, выполненный в виде цилиндрического полого корпуса с проушинами и вентилем, в котором сделана концевая проточка для размещения упругого уплотнительного элемента. Цилиндрический корпус при открытом вентиле устанавливают на дефектный участок трубопровода и закрепляют на нем тягами за проушины. После закрытия вентиля среда из трубопровода через дефект поступает в полость корпуса, прижимая уплотнение и усиливая герметизацию. Зона дефекта разгружается от внутреннего давления, что устраняет рост дефекта. Устройство не применимо для ремонта трубопроводов с высоким давлением. Ремонт с использованием этого устройства является временным, направлен на устранение чрезвычайной ситуации и не допускает последующую длительную эксплуатацию трубопровода.Known "Device for elimination of leaks" according to the patent for the invention of the Russian Federation RU 2206814, published 20.06.2003, which allows repair of pipelines and vessels under pressure. The device has a tension mechanism for fastening to the pipe and a sealing assembly made in the form of a cylindrical hollow body with lugs and a valve, in which an end groove is made to accommodate an elastic sealing element. The cylindrical body with the valve open is installed on the defective section of the pipeline and fixed on it with rods for the lugs. After the valve is closed, the medium from the pipeline through the defect enters the body cavity, pressing the seal and strengthening the seal. The defect zone is unloaded from internal pressure, which eliminates the growth of the defect. The device is not applicable for the repair of pipelines with high pressure. Repair using this device is temporary, aimed at eliminating an emergency and does not allow subsequent long-term operation of the pipeline.
Известно «Устройство для ремонта труб и способ его оперативного закрепления и окончательной сварки» по заявке на изобретения США US 2022/0034441, опубликованной 03.02.2022. Оно предназначено для перекрытия утечки жидкости и восстановления механической прочности трубы. Устройство содержит двухкомпонентное разрезное кольцо, закрепленное первоначально компрессионным узлом, который позволяет выполнять продольную сварку компонентов кольца с целью его прочной фиксации на трубе через отверстия в компрессионном узле перед его удалением. Окончательная кольцевая сварка кольца с трубой производится после удаления компрессионного узла. Для лучшего прилегания внутренней поверхности кольца к трубе контакт между ними осуществляется через герметик, вставленный во внутренний круговой канал, выполненный в кольце. При этом устраняется утечка, нормализуется транспортировка жидкости в трубе, а ее плотный охват в месте повреждения предотвращает дальнейшее растрескивание, щелевую коррозию, деградацию и охрупчивание материала трубы. Устройство не применимо для ремонта трубопроводов с высоким давлением транспортируемой жидкости, а также газопроводов.It is known "Device for repairing pipes and a method for its operational fixing and final welding" according to the application for inventions US US 2022/0034441, published on 02/03/2022. It is designed to seal the leakage of liquid and restore the mechanical strength of the pipe. The device contains a two-component split ring, initially fixed by a compression unit, which allows longitudinal welding of the ring components in order to firmly fix it on the pipe through the holes in the compression unit before removing it. The final circumferential welding of the ring with the pipe is carried out after the removal of the compression unit. For a better fit of the inner surface of the ring to the pipe, the contact between them is carried out through a sealant inserted into the inner circular channel made in the ring. This eliminates the leak, normalizes the transportation of liquid in the pipe, and its tight coverage at the site of damage prevents further cracking, crevice corrosion, degradation and embrittlement of the pipe material. The device is not applicable for the repair of pipelines with high pressure of the transported liquid, as well as gas pipelines.
Известен «Сварной зажим для ремонта трубопровода» по патенту на изобретение США US 3,053,282, опубликованному 11.09.1962. Это устройство позволяет остановить течь в трубопроводе с применением упругого уплотнения, а затем приварить металлическую латку над местом протечки. Устройство содержит корпус, включающий первый нижний элемент и второй верхний элемент с прикрепленными к их концам втулками, скрепляемыми между собой вокруг трубы болтами и гайками. Второй элемент корпуса снабжен соединительным узлом, в центре которого выполнено отверстие с резьбой, через которое сверху пропущен винтовой элемент. Латка выполнена в виде чашеобразного элемента, с внутренней поверхностью которого сцеплено упругое уплотнение. Прижатие упругого уплотнения через латку к трубе в месте течи осуществляют с помощью винтового элемента. Латка снабжена боковым отверстием с внутренней резьбой и заглушкой. Это отверстие позволяет откачать остатки жидкости и по внутреннему давлению контролировать качество герметизации дефекта в трубе. Устройство не применимо для ремонта трубопроводов под высоким давлением из-за ограниченных прочностных свойств конструкции. Оно не может быть использовано в полевых условиях на магистральных или промысловых трубопроводах. Наличие средств наблюдения за состоянием устройства предполагает наличие технического помещения и обслуживающего персонала.Known "Welded clamp for pipeline repair" according to US patent US 3,053,282, published 09/11/1962. This device allows you to stop the flow in the pipeline using an elastic seal, and then weld a metal patch over the leak. The device comprises a housing, including the first lower element and the second upper element with bushings attached to their ends, fastened together around the pipe with bolts and nuts. The second element of the housing is provided with a connecting unit, in the center of which there is a threaded hole, through which a screw element is passed from above. The patch is made in the form of a bowl-shaped element, with the inner surface of which an elastic seal is engaged. The elastic seal is pressed through the patch to the pipe at the leak site using a screw element. The patch is equipped with a side hole with an internal thread and a plug. This hole allows you to pump out the remaining liquid and control the quality of sealing the defect in the pipe by internal pressure. The device is not applicable for the repair of pipelines under high pressure due to the limited strength properties of the structure. It cannot be used in the field on main or field pipelines. The presence of means of monitoring the state of the device requires the presence of a technical room and maintenance personnel.
Известен «Способ ремонта действующего трубопровода с локальными сквозными дефектами и устройство для его осуществления», по патенту на изобретение Российской Федерации RU 2267691, опубликованному 10.01.2006. По совокупности общих существенных признаков техническое решение по указанной патенту на изобретение выбрано в качестве прототипа.Known "Method of repairing an existing pipeline with local through defects and a device for its implementation", according to the patent for the invention of the Russian Federation RU 2267691, published on 10.01.2006. Based on the totality of common essential features, the technical solution for the specified patent for the invention was chosen as a prototype.
Устройство для ремонта действующего трубопровода с локальными сквозными дефектами содержит корпус, стягивающий узел, запорный узел, включающий опорный элемент, фиксирующий элемент и уплотняющий элемент.A device for repairing an existing pipeline with local through defects contains a housing, a tightening assembly, a locking assembly, including a support element, a fixing element and a sealing element.
Стягивающий узел состоит из траверсы, в которой вырезаны два отверстия для установки хомута, выполненного из металлического прутка с нарезанной резьбой на его концах. Накрученные на них гайки и шайбы предназначены для прижима хомута к трубопроводу.The tightening assembly consists of a traverse, in which two holes are cut out for installing a clamp made of a metal bar with threaded threads at its ends. The nuts and washers screwed onto them are designed to press the clamp to the pipeline.
Корпус реализован в виде патрубка, размещенного между траверсой и трубопроводом. Он снабжен крышкой в виде полусферической заглушки, которая приваривается в нему сверху с помощью кольцевого сварного шва.The housing is implemented in the form of a branch pipe placed between the traverse and the pipeline. It is equipped with a cover in the form of a hemispherical plug, which is welded into it from above using an annular weld.
Запорный узел включает опорный элемент, изготовленный в виде трехлучевого центрирующего колеса, приваренного к патрубку изнутри сварными швами. В этом колесе выполнено центрально расположенное отверстие с внутренней резьбой, в котором установлен фиксирующий элемент в виде штока с внешней резьбой. Верхняя часть штока имеет форму четырехгранника для вертикального перемещения штока путем его вращения с помощью торцевого ключа. На торце нижнего конца штока размещен уплотняющий элемент (герметик).The locking assembly includes a support element made in the form of a three-beam centering wheel welded to the branch pipe from the inside by welded seams. This wheel has a centrally located hole with an internal thread, in which a locking element is installed in the form of a rod with an external thread. The upper part of the stem has a square shape for vertical movement of the stem by rotating it with a socket wrench. A sealing element (sealant) is placed at the end of the lower end of the rod.
Способ ремонта действующего трубопровода с локальными сквозными дефектами содержит следующие действия: зачистку поврежденного участка, сборку стягивающего узла и корпуса с запорным узлом на трубопроводе вблизи сквозного отверстия с технологическим зазором, перемещение стягивающего узла и корпуса с запорным узлом к месту дефекта, фиксация стягивающего узла на трубопроводе, прижатие уплотняющего элемента к сквозному дефекту за счет вращения штока в опорном элементе, приварку корпуса к трубопроводу, приварку крышки к корпусу и удаление стягивающего узла.A method for repairing an existing pipeline with local through defects includes the following steps: cleaning the damaged area, assembling the tightening unit and the body with a shut-off unit on the pipeline near the through hole with a technological gap, moving the tightening unit and the body with the shut-off unit to the defect site, fixing the tightening unit on the pipeline , pressing the sealing element to the through defect due to the rotation of the rod in the support element, welding the body to the pipeline, welding the cover to the body and removing the tightening assembly.
Прототип позволяет проводить ремонт действующего трубопровода без прекращения его эксплуатации.The prototype allows you to repair the existing pipeline without stopping its operation.
Основным недостатком прототипа являются ограниченность или невозможность его применения для ремонта трубопроводов с высоким давлением. Относительно малые размеры (толщина и диаметр) уплотняющего элемента, не позволяют добиться необходимой деформации уплотняющего элемента так, чтобы она точно соответствовала вогнутой или выпуклой форме трубы в месте утечки и, таким образом, невозможно достичь достаточный уровень герметизации сквозного дефекта (отверстия или трещины) трубопроводе.The main disadvantage of the prototype is the limited or impossibility of its use for the repair of pipelines with high pressure. The relatively small dimensions (thickness and diameter) of the sealing element do not allow to achieve the necessary deformation of the sealing element so that it exactly matches the concave or convex shape of the pipe at the leak site and, thus, it is impossible to achieve a sufficient level of sealing of a through defect (holes or cracks) in the pipeline .
Прототип не обладает высоким качеством ремонта. Отрывное воздействие высокого давления среды в трубопроводе может превысить предел прочности относительно короткого сварного шва, прикрепляющего корпус устройства к трубе, после снятия стягивающего узла. При недостаточной герметизации с помощью уплотняющего элемента высокое давление среды в трубопроводе будет оказывать разрушающее воздействие на кольцевой сварной шов, скрепляющий крышку с корпусом.The prototype does not have a high quality of repair. The shear effect of the high pressure medium in the pipeline may exceed the strength of the relatively short weld that attaches the device body to the pipe, after removal of the tightening assembly. If the sealing element is not sufficiently sealed, the high pressure of the medium in the pipeline will have a destructive effect on the circumferential weld that fastens the cover to the body.
Прототип не обладает высокой надежностью ремонта. Устройство в прототипе применимо для выполнения только локального ремонта протечки на поврежденном трубопроводе - исключительно вокруг самого малоразмерного отверстия, вызвавшего течь. Процесс коррозии внутренней стенки трубопровода, приведший к образованию одного отверстия, может вызвать образование нового отверстия совсем рядом, только вне зоны проведенного локального ремонта первого отверстия.The prototype does not have a high reliability of repair. The device in the prototype is applicable to perform only local repair of a leak in a damaged pipeline - exclusively around the smallest hole that caused the leak. The process of corrosion of the inner wall of the pipeline, which led to the formation of one hole, can cause the formation of a new hole very close, only outside the area of the local repair of the first hole.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Использование данного устройства для ремонта действующего трубопровода обеспечивает проведение ремонта на трубопроводе высокого давления, повышает качество и надежность ремонта.The use of this device for the repair of an existing pipeline ensures the repair of a high-pressure pipeline, improves the quality and reliability of the repair.
Указанный положительный эффект достигается за счет того, чтоThis positive effect is achieved due to the fact that
- корпус выполнен из верхнего полукольца, в центральной части которого проделано сквозное круглое отверстие, и нижнего полукольца, которые плотно прижаты и прикреплены к трубопроводу сплошным круговым сварным швом, наложенным на боковые поверхности верхнего полукольца и нижнего полукольца корпуса и внешнюю поверхность трубопровода, а также продольным сварным швом, нанесенным на примыкающие друг к другу концы верхнего полукольца и нижнего полукольца корпуса;- the body is made of an upper half ring, in the central part of which a through round hole is made, and a lower half ring, which are tightly pressed and attached to the pipeline by a continuous circular weld superimposed on the side surfaces of the upper half ring and the lower half ring of the body and the outer surface of the pipeline, as well as a longitudinal a welded seam applied to the ends of the upper half ring and the lower half ring of the body adjacent to each other;
- стягивающий узел включает пластины, прикрепленные снаружи к концам верхнего и нижнего полукольца корпуса, с центрально расположенными отверстиями, через которые пропущены болты, снабженные гайками;- tightening assembly includes plates attached from the outside to the ends of the upper and lower half-rings of the housing, with centrally located holes through which bolts equipped with nuts are passed;
- запорный узел, содержит- locking unit, contains
опорный элемент, выполненный в виде металлического прямого кругового полого цилиндра с внешним дискообразным выступом в центральной части, прикрепленный к наружной части верхнего полукольца корпуса и охватывающий сквозное круглое отверстие в центральной части верхнего полукольца корпуса,a supporting element made in the form of a metal straight circular hollow cylinder with an external disk-shaped protrusion in the central part, attached to the outer part of the upper half-ring of the body and covering a through round hole in the central part of the upper half-ring of the body,
металлическую крышку, прикрепленную к опорному элементу сверху с помощью резьбового соединения,a metal cover attached to the support element from above with a threaded connection,
фиксирующий элемент, представляющий собой металлический прямой цилиндр, размещенный внутри опорного элемента с возможностью кругового вращения и вертикального перемещения вдоль продольной оси с помощью резьбового соединения, в верхней центральной части которого выполнено углубление с фигурным поперечным сечением;a locking element, which is a metal straight cylinder placed inside the support element with the possibility of circular rotation and vertical movement along the longitudinal axis by means of a threaded connection, in the upper central part of which a recess with a figured cross section is made;
уплотняющий элемент, расположенный внутри опорного элемента под фиксирующим элементом, выполненный из плотного упругого эластичного материала в форме диска, диаметр которого равен внутреннему диаметру опорного элемента.a sealing element located inside the support element under the fixing element, made of a dense elastic material in the form of a disk, the diameter of which is equal to the internal diameter of the support element.
В устройстве для ремонта трубопровода дополнительно установлено нижнее уплотнительное кольцо, выполненное из плотного упругого эластичного материала, расположенное в кольцеобразном углублении, выполненном снаружи нижней части фиксирующего элемента.In the pipeline repair device, a lower sealing ring is additionally installed, made of a dense resilient elastic material, located in an annular recess made outside the lower part of the fixing element.
В устройстве для ремонта трубопровода дополнительно установлено верхнее уплотняющее кольцо, выполненное из плотного упругого эластичного материала, размещенное в кольцеобразном углублении, выполненном в нижней торцевой части металлической крышки.In the pipeline repair device, an upper sealing ring is additionally installed, made of a dense elastic material, placed in an annular recess made in the lower end part of the metal cover.
В устройстве для ремонта трубопровода в нижней центральной части фиксирующего элемента проделано отверстие, в которое вставлен металлический штырь, на который насажен уплотняющий элемент, снабженный сквозным центральным отверстием.In the pipeline repair device, a hole is made in the lower central part of the fixing element, into which a metal pin is inserted, onto which a sealing element is fitted, provided with a through central hole.
В устройстве для ремонта трубопровода в нижней центральной части фиксирующего элемента выполнено круговое углубление, в которое вставлен уплотняющий элемент, снабженный в верхней центральной части дискообразным выступом, внешний диаметр и высота которого равны внутреннему диаметру и высоте кругового углубления в нижней центральной части фиксирующего элемента.In the pipeline repair device, a circular recess is made in the lower central part of the fixing element, into which a sealing element is inserted, provided in the upper central part with a disk-shaped protrusion, the outer diameter and height of which are equal to the inner diameter and height of the circular recess in the lower central part of the fixing element.
В устройстве для ремонта трубопровода углубление с фигурным поперечным сечением, выполненное в верхней центральной части фиксирующего элемента, имеет форму многогранника.In the pipeline repair device, a recess with a figured cross section, made in the upper central part of the fixing element, has the shape of a polyhedron.
В устройстве для ремонта трубопровода дополнительно установлены распорки, прикрепленные снизу к концам пластин верхнего полукольца и к внешней поверхности верхнего полукольца, а также распорки, прикрепленные сверху к концам пластин нижнего полукольца и к внешней поверхности нижнего полукольца.In the pipeline repair device, spacers are additionally installed, attached from below to the ends of the plates of the upper half-ring and to the outer surface of the upper half-ring, as well as spacers attached from above to the ends of the plates of the lower half-ring and to the outer surface of the lower half-ring.
В устройстве для ремонта трубопровода верхняя часть фиксирующего элемента прикреплена к верхней части прямого кругового полого цилиндра опорного элемента с помощью сплошного кругового сварного шва.In the pipeline repair device, the upper part of the fixing element is attached to the upper part of the straight circular hollow cylinder of the supporting element by means of a continuous circular weld.
В устройстве для ремонта трубопровода между внешней поверхностью трубы ремонтируемого трубопровода и внутренними поверхностями краев сомкнутых верхнего полукольца и нижнего полукольца корпуса установлены подкладные продольные металлические пластины, длина которых превышает ширину верхнего полукольца и нижнего полукольца корпуса, а толщина и ширина равны глубине и ширине продольных углублений, выполненных с внутренней стороны нижних краев верхнего полукольца и нижнего полукольца корпуса.In the pipeline repair device, between the outer surface of the pipe of the pipeline being repaired and the inner surfaces of the edges of the closed upper half-ring and the lower half-ring of the body, longitudinal metal plates are installed, the length of which exceeds the width of the upper half-ring and the lower half-ring of the body, and the thickness and width are equal to the depth and width of the longitudinal recesses, made from the inside of the lower edges of the upper half ring and the lower half ring of the body.
В устройстве для ремонта трубопровода расстояние от боковых поверхностей верхнего полукольца до внешней поверхности опорного элемента с обеих сторон превышает внешний диаметр опорного элемента.In the pipeline repair device, the distance from the side surfaces of the upper half ring to the outer surface of the support element on both sides exceeds the outer diameter of the support element.
В устройстве для ремонта трубопровода толщина пластины верхнего полукольца и нижнего полукольца корпуса превышает первоначальную толщину трубы ремонтируемого трубопровода.In the pipeline repair device, the thickness of the plate of the upper half-ring and the lower half-ring of the body exceeds the original thickness of the pipeline being repaired.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
В дальнейшем изобретение поясняется конкретными примерами его выполнения со ссылками на прилагаемые рисунок (Фигура 1), на котором представлен общий вид устройства для ремонта трубопровода после ремонта, рисунок (Фигура 2), на котором показан вид спереди на устройство для ремонта трубопровода в процессе ремонта, рисунок (Фигура 3), на котором изображен запорный узел устройства для ремонта трубопровода в разрезе, рисунок (Фигура 4), на котором приведен вариант исполнения запорного узла устройства для ремонта трубопровода в разрезе и рисунок (Фигура 5), на котором представлен общий вид устройства для ремонта трубопровода в процессе ремонта.In the following, the invention is explained by specific examples of its implementation with reference to the attached figure (Figure 1), which shows a general view of the device for repairing a pipeline after repair, figure (Figure 2), which shows a front view of a device for repairing a pipeline in the process of repair, figure (Figure 3), which shows the shut-off assembly of the pipeline repair device in section, figure (Figure 4), which shows a variant of the shut-off assembly of the device for pipeline repair in the section, and figure (Figure 5), which shows a general view of the device for repair of the pipeline in the course of repair.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Устройство для ремонта трубопровода 1 (Фигура 1) содержит корпус выполненный из верхнего полукольца 2, в центральной части которого проделано сквозное круглое отверстие, и нижнего полукольца 3, которые плотно прижаты и прикреплены к трубопроводу 4 сплошным круговым сварным швом 5, наложенным на боковые поверхности верхнего полукольца и нижнего полукольца корпуса и внешнюю поверхность трубопровода 4, а также продольным сварным швом 6, нанесенным на примыкающие друг к другу концы верхнего полукольца и нижнего полукольца корпуса.The pipeline repair device 1 (Figure 1) contains a housing made of an
Стягивающий узел (Фигура 1) включает пластины 7, прикрепленные снаружи к концам верхнего полукольца 2 и нижнего полукольца 3 корпуса, с центрально расположенными отверстиями 8, через которые пропущены болты 9, снабженные гайками 10 (Фигура 2). Стягивающий узел содержит распорки 11, прикрепленные снизу к концам пластин верхнего полукольца и к внешней поверхности верхнего полукольца, а также распорки, прикрепленные сверху к концам пластин нижнего полукольца и к внешней поверхности нижнего полукольцаThe tightening assembly (Figure 1) includes
Запорный узел (Фигура 3), предназначенный для герметизации сквозного отверстия 12 в трубопроводе 4, содержит опорный элемент, выполненный в виде металлического прямого кругового полого цилиндра 13 с внешним дискообразным выступом 14 в центральной части, прикрепленный к наружной части верхнего полукольца 2 корпуса и охватывающий сквозное круглое отверстие 15 в центральной части верхнего полукольца 2 корпуса.The locking assembly (Figure 3), designed to seal the through
Металлическая крышка 16 (Фигура 3) прикреплена к металлическому прямому круговому полому цилиндру 13 опорного элемента сверху с помощью резьбового соединения 17.The metal cover 16 (Figure 3) is attached to the metal straight circular
Фиксирующий элемент 18 (Фигура 3), представляющий собой металлический прямой цилиндр, размещенный внутри прямого кругового полого цилиндра 13 опорного элемента с возможностью кругового вращения и вертикального перемещения вдоль продольной оси с помощью резьбового соединения 19, в верхней центральной части которого выполнено углубление с фигурным поперечным сечением 20.The locking element 18 (Figure 3), which is a metal straight cylinder, placed inside a straight circular
Уплотняющий элемент 21 (Фигура 3), расположенный внутри опорного элемента под фиксирующим элементом 18, выполненный из плотного упругого эластичного материала в форме диска, диаметр которого равен внутреннему диаметру металлического прямого кругового полого цилиндра 13 опорного элемента.The sealing element 21 (Figure 3), located inside the support element under the locking
В устройстве для ремонта трубопровода дополнительно установлено нижнее уплотнительное кольцо 22 (Фигура 3), выполненное из плотного упругого эластичного материала, расположенное в кольцеобразном углублении 23, выполненном снаружи нижней части фиксирующего элемента 18.In the pipeline repair device, a lower sealing ring 22 (Figure 3) is additionally installed, made of a dense resilient elastic material, located in an
В устройстве для ремонта трубопровода дополнительно установлено верхнее уплотняющее кольцо 24 (Фигура 3), выполненное из плотного упругого эластичного материала, размещенное в кольцеобразном углублении 25, выполненном в нижней торцевой части металлической крышки 16.In the pipeline repair device, an upper sealing ring 24 (Figure 3) is additionally installed, made of a dense resilient elastic material, placed in an
В устройстве для ремонта трубопровода центральной части фиксирующего элемента 18 (Фигура 4) проделано отверстие 26, в которое вставлен металлический штырь 27, на который насажен уплотняющий элемент 21, снабженный сквозным центральным отверстием 28.In the device for repairing the pipeline of the central part of the fixing element 18 (Figure 4), a
В устройстве для ремонта трубопровода в нижней центральной части фиксирующего элемента 18 (Фигура 4) выполнено круговое углубление 29, в которое вставлен уплотняющий элемент 21, снабженный в верхней центральной части дискообразным выступом 30, внешний диаметр и высота которого равны внутреннему диаметру и высоте кругового углубления 29 в нижней центральной части фиксирующего элемента 18.In the pipeline repair device, in the lower central part of the fixing element 18 (Figure 4), a
В устройстве для ремонта трубопровода углубление с фигурным поперечным сечением 20 (Фигура 3), выполненное в верхней центральной части фиксирующего элемента 18, имеет форму многогранника.In the pipeline repair device, the recess with a shaped cross-section 20 (Figure 3) made in the upper central part of the fixing
В устройстве для ремонта трубопровода верхняя часть фиксирующего элемента 18 прикреплена к верхней части прямого кругового полого цилиндра 13 опорного элемента с помощью сплошного кругового сварного шва 31 (Фигура 4).In the pipeline repair device, the upper part of the fixing
В устройстве для ремонта трубопровода (Фигура 5), между внешней поверхностью трубы ремонтируемого трубопровода и внутренними поверхностями краев сомкнутых верхнего полукольца 2 и нижнего полукольца 3 корпуса установлены подкладные продольные металлические пластины 32, длина которых превышает ширину верхнего полукольца и нижнего полукольца корпуса, а толщина и ширина равны глубине и ширине продольных углублений 33, выполненных с внутренней стороны нижних краев верхнего полукольца 2 и нижнего полукольца 3 корпуса.In the pipeline repair device (Figure 5), between the outer surface of the pipe of the pipeline being repaired and the inner surfaces of the edges of the closed upper half-
Способ применения устройства для ремонта трубопровода под давлением включает следующие действия.The method of using the device for repairing a pipeline under pressure includes the following steps.
1) Стягивают на свободном краю трубопровода 4 вблизи от места утечки верхнее полукольцо 2 и нижнее полукольцо 3 корпуса устройства для ремонта трубопровода 1 с помощью болтов 9 и гаек 10 стягивающего узла без натяжки с обеспечением зазора, необходимого для его перемещения вдоль трубопровода (Фигура 1 и Фигура 2).1) At the free edge of the
2) Передвигают устройство для ремонта трубопровода 1 к месту утечки и совмещают центральную ось запорного узла со сквозным отверстием 12 в трубопроводе 4 (Фигура 3).2) Move the device for repairing
3) Затягивают болты 9 с легким натягом.3) Tighten the
4) Закручивают фиксирующий элемент 18 с помощью многогранного (например, шестигранного) торцевого ключа до момента исчезновения течи.4) Tighten the fixing
5) Затягивают болты 9 полностью.5) Tighten
6) Устраняют наличие вытекшей нефти или газа в окрестности радиусом 2-3 метра от места ремонта.6) Eliminate the presence of leaked oil or gas in the vicinity with a radius of 2-3 meters from the place of repair.
7) Приваривают верхнее полукольцо 2 и нижнее полукольцо 3 корпуса к трубопроводу 4 сплошным круговым сварным швом 5, наложенным на боковые поверхности верхнего полукольца и нижнего полукольца корпуса и внешнюю поверхность трубопровода (Фигура 1).7) The
8) Снимают болты 9 и гайки 10 стягивающего узла.8) Remove the
9) Сваривают верхнее полукольцо 2 с нижним полукольцом 3 корпуса продольным сварным швом 6, нанесенным на примыкающие друг к другу концы верхнего полукольца 2 и нижнего полукольца 3 корпуса (Фигура 1) с использованием подкладных продольных металлических пластин 31 (Фигура 5).9) The
10) Приваривают верхнюю часть фиксирующего элемента 18 к верхней части прямого кругового полого цилиндра 13 опорного элемента (Фигура 3) с помощью сплошного кругового сварного шва 31 (Фигура 4).10) Weld the upper part of the locking
11) Проверяют сварные швы средствами ультразвукового или рентгеновского контроля на отсутствие дефектов.11) Check the welds by means of ultrasonic or X-ray inspection for the absence of defects.
12) Закручивают металлическую крышку 16 (Фигура 3) и завершают ремонт.12) Screw on the metal cover 16 (Figure 3) and complete the repair.
Применение устройства для ремонта трубопровода обеспечивает эффективную ликвидацию течей в действующих нефтяных и газовых трубопроводах с высоким рабочим давлением - до 10 МПа. Оно позволяет восстановить механическую прочность ремонтируемого участка трубопровода. Перемещение фиксирующего элемента 18 внутри прямого кругового полого цилиндра 13 опорного элемент, прижатие уплотняющего элемента 21 к сквозному отверстию 12 в трубопроводе 4 и ликвидацию течи может выполнить один человек путем кругового вращения обычного торцевого ключа, вставленного в углубление с фигурным поперечным сечением 20 (Фигура 3).The use of a pipeline repair device ensures effective elimination of leaks in existing oil and gas pipelines with high operating pressure - up to 10 MPa. It allows you to restore the mechanical strength of the repaired section of the pipeline. Moving the fixing
Форма, размеры и расположение уплотняющего элемента 21, выполненного из плотного упругого эластичного материала, позволяют добиться необходимой его деформации так, чтобы она точно соответствовала вогнутой или выпуклой форме трубы в месте утечки. Таким образом достигается достаточно высокий уровень герметизации сквозного отверстия 12 в трубопроводе 4, в том числе на сварных швах. При этом линейные размеры сквозного отверстия 12 (и даже трещины) могут быть значительно больше, чем у прототипа и приближаться по величине к диаметру уплотняющего элемента 21 (Фигура 3).The shape, size and location of the sealing
Высокое качество ремонта обеспечивается креплением верхнего полукольца 2 и нижнего полукольца 3 к трубопроводу 4 сплошным круговым сварным швом 5, наложенным на боковые поверхности верхнего полукольца и нижнего полукольца корпуса и внешнюю поверхность трубопровода 4, а также продольным сварным швом, нанесенным на примыкающие друг к другу концы верхнего полукольца и нижнего полукольца корпуса (Фигура 1). Прочность этих сварных швов значительно превышает величину отрывного воздействия высокого давления среды в трубопроводе.The high quality of the repair is ensured by fastening the
Повышение надежности ремонта трубопровода высокого давления обусловлено полным круговым укреплением и армированием ремонтируемого отрезка трубы с помощью его плотного охвата корпусом устройства для ремонта трубопровода, состоящего из верхнего полукольца 2 и нижнего полукольца 3, (Фигура 1) и приваркой к нему сплошными сварными швами 5 и 6. В устройстве для ремонта трубопровода толщина пластины верхнего полукольца и нижнего полукольца корпуса превышает первоначальную толщину трубы ремонтируемого трубопровода. За счет этого восстанавливается механическая прочность отремонтированного участка трубопровода. Это эквивалентно врезке нового отрезка трубы, что позволяет осуществлять последующую надежную долгосрочную эксплуатацию трубопровода.Improving the reliability of high-pressure pipeline repair is due to the full circular strengthening and reinforcement of the pipe section being repaired by means of its tight coverage by the body of the device for repairing the pipeline, consisting of the
Дополнительная установка нижнего уплотнительного кольца 22 (Фигура 3), выполненного из плотного упругого эластичного материала, расположенного в кольцеобразном углублении 23, выполненном снаружи нижней части фиксирующего элемента 18, позволяет повысить уровень герметизации запорного узла, необходимый, в первую очередь, для транспортируемой газообразной среды.Additional installation of the lower sealing ring 22 (Figure 3), made of a dense resilient elastic material, located in the
Дополнительная установка верхнего уплотнительного кольца 24, (Фигура 3), выполненного из плотного упругого эластичного материала, размещенного в кольцеобразном углублении 25, выполненном в нижней торцевой части металлической крышки 16, повышает уровень герметизации запорного узла изнутри. Кроме того, это защищает запорный узел от негативного воздействия окружающей среды снаружи, например от проникновения внутрь пыли и влаги.Additional installation of the upper sealing ring 24 (Figure 3), made of a dense elastic material, placed in the
Предотвращение неравномерного сжатия, повреждения и разрыва уплотняющего элемента для разных плотных упругих эластичных материалов достигается за счет выполнения в нижней центральной части фиксирующего элемента 18 отверстия 26, в которое вставлен металлический штырь 27, на который насажен уплотняющий элемент 21, снабженный сквозным центральным отверстием 28 (Фигура 4). Это позволяет уплотняющему элементу 21 вращаться вокруг металлического штыря 27 при нажатии на него вращающего фиксирующего элемента 18, что приводит к равномерному сжатию уплотняющего элемента вдоль продольной оси запорного узла и равномерному расширению в плоскости, перпендикулярной этой оси. В одном из вариантов исполнения металлический штырь фиксирующего элемента 27 выполнен в виде винта, вкрученного в круговое отверстие 26 в нижней центральной части фиксирующего элемента 18, снабженное внутренней резьбой. Это позволяет прочно прикрепить уплотняющий элемент 21 к нижней части фиксирующего элемента 18.Prevention of uneven compression, damage and rupture of the sealing element for different dense elastic elastic materials is achieved by making a
Для ремонта трубопровода со сквозными отверстиями и трещинами относительно больших размеров в устройстве для ремонта трубопровода реализована возможность более плотного обжатия таких дефектов уплотняющим элементом 21 за счет увеличенного давления фиксирующего элемента 18 на круговую периферийную часть уплотняющего элемента (Фигура 4). Для этого в нижней центральной части фиксирующего элемента выполнено круговое углубление, в которое вставлен уплотняющий элемент, снабженный в верхней центральной части дискообразным выступом, внешний диаметр и высота которого равны внутреннему диаметру и высоте кругового углубления в нижней центральной части фиксирующего элемента. Кроме того, это служит дополнительным средством крепления уплотняющего элемента 21 к нижней части фиксирующего элемента 18.To repair a pipeline with through holes and cracks of relatively large sizes, the pipeline repair device implements the possibility of tighter compression of such defects by the sealing
Углубление с фигурным поперечным сечением 20, выполненное в верхней центральной части фиксирующего элемента 18, предназначенное для перемещения фиксирующего элемента с помощью вставленного в него торцевого ключа до момента исчезновения течи в трубопроводе 4, имеет форму многогранника (Фигура 3). Это позволяет использовать широко распространенные многогранные торцевые ключи, включая шестигранный торцевой ключ.A recess with a shaped
Высокая прочность крепления пластин стягивающего узла снаружи к концам верхнего и нижнего полукольца корпуса, необходимая для плотного прижатия верхнего полукольца 2 и нижнего полукольца 3 корпуса к действующему трубопроводу 4 с высоким давлением (Фигура 2), достигается за счет дополнительной установки распорок 11, прикрепленных снизу к концам пластин верхнего полукольца и к внешней поверхности верхнего полукольца, а также распорок, прикрепленных сверху к концам пластин нижнего полукольца и к внешней поверхности нижнего полукольца, скрепленных сварными швами.The high strength of the fastening of the plates of the tightening unit from the outside to the ends of the upper and lower half-rings of the body, necessary for tightly pressing the upper half-
Приварка верхней части фиксирующего элемента 18 (Фигура 4) к верхней части прямого кругового полого цилиндра 13 опорного элемента с помощью сплошного кругового сварного шва 31 предотвращает самопроизвольное выкручивание фиксирующего элемента 18, ослабление давления на уплотняющий элемент 21 и, как следствие, снижение качества герметизации сквозного отверстия 12. С учетом этого сварного шва осуществляется полная герметизация течи сварными швами, нанесенными на корпусе и запорном узле устройства для ремонта трубопровода.Welding of the upper part of the locking element 18 (Figure 4) to the top of the straight circular
Для исключения повреждения поверхности трубопровода 4 (Фигура 1) в процессе нанесения продольного сварного шва 6 на примыкающие друг к другу концы верхнего полукольца 2 и нижнего полукольца 3 корпуса между внешней поверхностью трубы ремонтируемого трубопровода и внутренними поверхностями краев сомкнутых верхнего полукольца 2 и нижнего полукольца 3 корпуса установлены подкладные продольные металлические пластины 32 (Фигура 5). Их длина превышает ширину верхнего полукольца и нижнего полукольца корпуса, а толщина и ширина равны глубине и ширине продольных углублений 33, выполненных с внутренней стороны нижних краев верхнего полукольца и нижнего полукольца корпуса. В процессе сварки обеспечивают проплавление свариваемых кромок с подкладными продольными металлическими пластинами и исключают дефекты начала и конца сварки: стартовые поры и наплывы.To prevent damage to the surface of the pipeline 4 (Figure 1) in the process of applying a longitudinal weld 6 to adjacent ends of the
С целью устранения негативного разрушающего влияния высокотемпературного нагрева на уплотняющий элемент 21 (Фигура 3) в процессе нанесения сплошного кругового сварного шва 5 (Фигура 1), наложенного на боковые поверхности верхнего полукольца 2 и нижнего полукольца 3 корпуса и внешнюю поверхность трубопровода 4, расстояние от боковых поверхностей верхнего полукольца до внешней поверхности опорного элемента с обеих сторон выбрано превышающим внешний диаметр опорного элемента. Улучшению теплоотвода и облегчению температурного режима способствует движущаяся по действующему трубопроводу транспортируемая среда, например нефть.In order to eliminate the negative destructive effect of high-temperature heating on the sealing element 21 (Figure 3) in the process of applying a continuous circular weld 5 (Figure 1) superimposed on the side surfaces of the
Выбор толщины пластины верхнего полукольца 2 и нижнего полукольца 3 корпуса по величине превышающей первоначальную толщину ремонтируемого трубопровода 4 (Фигура 1) позволяет восстановить первоначальную механическую прочность трубы на ремонтируемом участке и исключить повторные протечки, вызванные процессами внутренней коррозии металла.The choice of the thickness of the plate of the
Промышленная применимость устройства для ремонта трубопровода была подтверждена в ходе проведения заводских и полевых испытаний. Для ремонта трубопровода с наружным диаметром 219 мм габаритные размеры изделия составили 321×314×140 мм, а его масса - 11 кг. Давление рабочей среды в процессе испытаний составило 6,0 МПа. Доказана пригодность изделия для ремонта действующих трубопроводов с рабочей средой в виде нефти, природного газа и различных нефтепродуктов. Допустимая температура рабочей среды находится в диапазоне температур от - 40 до +110 градусов Цельсия. Благодаря небольшим массогабаритным характеристикам устройства для ремонта трубопровода и незначительным усилиям, необходимым для его установки, работу с ним может выполнить один оператор.The industrial applicability of the pipeline repair device has been confirmed during factory and field tests. For the repair of a pipeline with an outer diameter of 219 mm, the overall dimensions of the product were 321 × 314 × 140 mm, and its weight was 11 kg. The pressure of the working environment during the tests was 6.0 MPa. The suitability of the product for the repair of existing pipelines with a working medium in the form of oil, natural gas and various oil products has been proven. The permissible temperature of the working medium is in the temperature range from -40 to +110 degrees Celsius. Due to the small weight and size characteristics of the pipeline repair device and the low effort required for its installation, it can be operated by one operator.
Устройство для ремонта трубопровода позволяет одновременно совместить временный аварийный ремонт по устранению протечки действующего трубопровода высоко давления с его капитальным ремонтом для последующей долгосрочной эксплуатации отремонтированного участка трубопровода.The device for repairing the pipeline allows you to simultaneously combine temporary emergency repairs to eliminate the leakage of the existing high-pressure pipeline with its overhaul for subsequent long-term operation of the repaired pipeline section.
Claims (18)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2789293C1 true RU2789293C1 (en) | 2023-02-01 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118729085A (en) * | 2024-09-03 | 2024-10-01 | 济南汇通热力有限公司 | A pressure plugging device for large-diameter, high-temperature, high-pressure, long-distance thermal pipelines |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1576770A1 (en) * | 1988-09-07 | 1990-07-07 | Всесоюзный нефтяной научно-исследовательский институт по технике безопасности | Device for eliminating of leakages |
RU2267691C2 (en) * | 2003-11-26 | 2006-01-10 | Дочерняя компания ДК "Укртрансгаз" | Method of repair of an operational pipeline with the local end-to-end defects and a device for its realization |
RU82025U1 (en) * | 2008-10-13 | 2009-04-10 | Государственное унитарное предприятие "Институт проблем транспорта энергоресурсов" | LEAKAGE DEVICE |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1576770A1 (en) * | 1988-09-07 | 1990-07-07 | Всесоюзный нефтяной научно-исследовательский институт по технике безопасности | Device for eliminating of leakages |
RU2267691C2 (en) * | 2003-11-26 | 2006-01-10 | Дочерняя компания ДК "Укртрансгаз" | Method of repair of an operational pipeline with the local end-to-end defects and a device for its realization |
RU82025U1 (en) * | 2008-10-13 | 2009-04-10 | Государственное унитарное предприятие "Институт проблем транспорта энергоресурсов" | LEAKAGE DEVICE |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118729085A (en) * | 2024-09-03 | 2024-10-01 | 济南汇通热力有限公司 | A pressure plugging device for large-diameter, high-temperature, high-pressure, long-distance thermal pipelines |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5722463A (en) | External pipe reinforcing sleeve | |
US7066210B2 (en) | Compression pipe repairing and reinforcing methods | |
US3467141A (en) | Flange coupling repair ring | |
US6467811B2 (en) | Flanged connection repair device and method | |
US9982829B2 (en) | External pipe reinforcement | |
US8656942B2 (en) | Length-adjustable pressure-retaining piping components | |
US6244630B1 (en) | Method and apparatus for non-intrusive on-line leak sealing of flanged piping connections | |
JP2010286320A (en) | High pressure pipe closing jig | |
RU2789293C1 (en) | Pipeline repair device | |
Installation | Operation and Maintenance Manual | |
WO2020061616A1 (en) | Pipe repair | |
US20110241342A1 (en) | Pipe Repair Clamp with Self Pressurizing Seal | |
US20230417356A1 (en) | Bolted and welded clamp-type repair with recessed bolts | |
JP6370450B1 (en) | Double seal piping closing jig | |
RU2698537C2 (en) | Method of repairing operating gas line with local through defect without interruption of gas supply | |
KR101627593B1 (en) | apparatus for cutting off in pipe line | |
RU2798175C1 (en) | Method for the elimination of leakages in pipelines under pressure | |
CN108730668A (en) | Reactor fluid power gate leakage monitoring nozzle plug and its tool specially for attaching and detaching | |
RU2733793C2 (en) | Method for elimination of gas leaks and device for its implementation | |
CN221871846U (en) | Device for replacing flange gasket in valve under pressure | |
RU2292512C1 (en) | Method of repairing rectilinear section of pipeline | |
RU2812289C1 (en) | Device for sealing pipeline during repair and replacement of ball valve | |
US5052428A (en) | Valve repair device | |
RU169897U1 (en) | CLUTCH FOR REPAIR OF SOCKET CONNECTIONS | |
CN216479613U (en) | Maintenance and first-aid repair pipe clamp for ammonia refrigeration pipeline |