Способ ремонта трубопровода и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть эффективно использовано для восста новления герметичности, механической прочности, проводимости действующих и заброшенных трубопроводов, для устранения порывов водопроводов без прекращения водоподачи, для антикоррозионной защиты трубопроводов. В целях повышения скорости ремонта трубопровода без его опорожнения и прекращения функционирования облицовочный слой наносится смешиванием ускорителя отверждения с оснонпым раствором по поверхностям устойчивого состояния раствора и нанесенный слой выдерживается в объеме ускорителя отверждения до приобретения способности вступать в контакт с транспортируемой средой. Операции по нанесений облицовочного слоя осуществляются автономным снарядом по заданной программе , снаряд и его приспособления работают на энергии транспортируемой среды. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 9 ил.

QQO3 СОНЕТО.ЯХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51>3 г 16 т 55/18

ГОС ДАРСТВЕННЫй КСМИТЕт

П0 ИЗОБРЕТЕИИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГИИТ СССР (21) 4444451/29 (22 ) 06. 05. 88 (46) 15. 05. 91. Бюл. Ф 18, (? 5) В. Ф. Турик (53) 621 643 (088 8) (56) Патент США 4429720, кл. 138-97, 1984. (54) СПОСОБ РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДА И.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕПЭ ОСУ!ЦБСТВЛЕЫИЯ (57) Изобретение относится к трубо" проводному транспорту и может быть эффективно использовано для восстановления герметичности, механической прочности, проводимости действующих и заброшенных трубспрсвспов, для ус ранения порывов водопроводов без прекращения всдоподачи„ для антикорроэиИзобретение относится к эксплуатации трубопровсдов и может быть использовано для ремонта их внутренней поверхности.

Цель изобретения — повьппение скорости ремонта трубопровода без его опорожнения и прекращения функционирования.

На фиг. 1 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа на прямолинейном участке трубопровода; на фиг., " -- разрез А-А на фиг. 1; на. фиг. 3 — разрез H-Б на фиг. 1; на фиг. 4. — эластичный контейнерр с трубопроводами управления и подачей ремонтного раствора и ускорителя отверждения ремонтного раствора на фиг. 5 — схема ступени управления устройством; на фиг, 6 — уст-. онной защиты трубопроводов. В целях повышения сксрости ремонта трубопровода беэ его опорожнения и прекращения функционирования облицовочный слой наносится смешиванием ускорителя отверждения с основным раствором по поверхностям устойчивого состояния раствора и нанесенный слой выде рживается в объеме ускорителя отверждения до приобретения способности вступать в контакт с транспортируемой средой. Операции по нанесенн1о облицовочного слоя осуществляются автономным снарядом по заданной программе., снаряд и его приспособления работают на энергии транспортируемой среды. 2 с. и 3 э.п.ф-лы, 9 ил. рсйство для осуществления предлагаемого способа на криволинейном участке трубопровода; на фиг. 7 — разрез

В-В на фиг. 6; на фиг. 8 — разрез

Г-Г на фиг. 6; на фиг. 9 — схема технологических отводов.

Устройство состоит из размещенного в трубопроводе 1, имеющего трещины 2, каверны 3, вымытые затрубные пустоты 4, средства нанесения на внутрен-. нюю стенку трубопровода ремонтного раствора и ускорителя отверждения ремонтного раствора, которое выполнено в виде расположенных на эластичном полам корпусе 5 зондов 6-8 с надувными камерами 9-13 и установленных между ними гофрированных эластичных контейнеров 14-17, имеющих внутреннюю оболочку 18, и манжетього уп1649208

10

15 с трубопроводом 22 (фиг.4), который раз- мещен внутри устройства по всей его дли- не и соединен с источником сжатого воздуха (не показано). В полости контейнеров 14-17 расположен гибкий трубопровод 23, который сообщен посредством отводов 24 с надувными камерами 9-13 и с источником сжатого воздуха. В полости зонда 6 смонтиро- 25 ван трубопровод 25, сообщенный с полостью эластичного дросселя 26, закрепленного на эластичном полом корпусе 5. Зонды 6-8 соединены между собой посредством кольцевых диафрагм

27, к диафрагме 27 прикреплен гибкий трубопровод 28.. На надувной камере

11 зонда 8 закреплены профильные П35

55 лотнения 19, закрепленного на конеч ном контейнере 17, Контейнеры 14 и

16 заполнены ремонтным раствором 20 (фиг. 1), 20а и 20б (фиг. 2) — волйообразные йолосы ремонтного раствора 20„ 20в (фиг. 3) — пленочный слой смеси ремонтного раствора 20 с жидким ускорителем 21 отверждения ремонтного раствора 20, 20г — кольцевой слой ремонтного раствора на внутренней стенке трубопровода 1. Контейнеры 15 и 17 заполнены жидким ускорителем 21 отверждения ремонтного раствора 20. Полости внутренних оболочек 18 контейнеров 14-17 сообщены образные пластины 29„ имеющие каналы, полостй надувных камер 10,12 и 13 сообщены с гибким трубопроводом 23, полость камеры 11 сообщена с трубопроводом 30, диафрагмы 27 сообщены с гибкими трубопроводами 31. В полость между зондом 8 и контейнером 14 введен отвод 32 от трубопровода 28.

Полости контейнеров 14 и 16 сообшены с трубопроводами 31, полости контейнеров 15 и 17 сообщены с трубопроводами 28. В полости контейнеров 1417 размещен трубопровод 22 для подачи ремонтного раствора 20 и жидкого ускорителя 21 отверждения ремонтно го раствора и токо провод 33. В корпусе контейнеров имеются монтажные окна 34.. Манжетное уплотнение 19, закрепленное на контейнере 17, соединено с трубопроводом 23, а в его юбочной полости смонтирован электро« магнитный кран 35 (фиг. 26), соединенный с токопроводом 33 и с трубопроводом 22. Трубопроводы 23, 25 и

30 и токопровод 33 введены в корпус

36 блока системы управления устрой-, 40

50 ством. На корпусе 36 закреплены эластичные лепестки 37. (фиг. 5) с датчиками 38 радиального перемещения, соединенных токопроводом 39 с блоком

40 управления, размещенном в корпусе

36 блока системы управления устройством. На корпусе 36 блока системы управления (фиг. 5) на подпружиненных рычагах (не показано) закреплены колеса 41 с датчиком 42 продольного перемещения, соединенным токо проводом

43 с блоком 40 управления, который соединен с блоком 44 питания. К блоку

40 управления подсоединены токопроводы 33,45,46 и 47. В корпусе 36 блока системы управления смонтирован рессивер 48, который соединен с трубопроводами 23, 25 и 30 через электромагнитные клапаны 49-51, а они соединены с токопроводами 45-47. Трубопровод 1 (фиг. 6) снабжен путевыми задвижками 52 и 53, отводами 54 и задвижками 55. За задвижкой 52 в трубопровод 1 врезан технологический от- вод 56 с задвижкой 57, а за ней смонтирован отвод 58, соединенный со стартовой трубой 59.. В стартовой трубе 59 смонтированы вводы 60 и 61 с запорной арматурой. К стартовой трубе 59 подсоединен трубопровод 62 с задвижкой 63 от отвода 54, который соединен с одним из отводов 61 посредством задвижки 55. С противоположной стороны в стартовую трубу 59 врезан отвод 64 с задвижкой 65. Перед путевой задвижкой 53 в трубопровод 1 врезан технологической отвод 66 с задвижкой 67 и ловушкой 68.

Ремонт трубо провода о суще ствляют следукщим образом.

В блок 40 управления закладывается программа движения устройства для ремонта трубопровода 1 в плавсостоянии вращающихся контейнеров 14-17 в потоке воды. При этом поток воды, обтекая устройство для ремонта трубопровода по наружным поверхностям, движется по кольцевой щели, создавая перепад давления вдоль длины устройства. Перепад давления вдоль устройства, кольцевое сечение, образованное трубопроводом 1 и профильными Побразными пластинами 29, а также сечение эластичного дросселя 26, определяют объем водоподачи для определенного режима движения устройства для ремонта трубопровода 1.

5 164

В стартовой трубе 59 смонтированы все узлы устройства таким образом, чтобы камеры зондов 9,10,12 и 13 соединяли полость дйафрагм 27 трубопроводов 28 с вводами 60, а полости между камерами зондов 10,11 и 13 и надувным манжетным уплотнением 19 соединялись с полостью вводов 61.

Через отвод 64 блоку 40 передается команда на заполнение всех камер зондов сжатым воздухом. Блок 40 через токопроводы 46 и 47 открывает электромагнитные краны 50 и 57 и сжатый воздух от рессивера 48 через трубопроводы 23 и 30, поступает в камеры эондо 9-13 и в надувное манжетное уплотнение

19, камеры раздуваются и прижимаются к поверхности стартовой трубы 59. При этом давление в камере 11 таково, что каналы профильных пластин 29 плотно перекрыты.

Выход из электромагнитного крана

35 подсоединен к источнику сжатого воздуха, открывается кран 35 и в трубопровод 22 подается сжатый воздух, который, поступая в полости между корпусом 5 и оболочками 18 контейнеров 14-17, раздувает оболочки

18 и выдавливает воздух из полостей контейнеров, выход из крана 35 отсоединяется от источника сжатого воздуха, кран 35 остается в положе- нии "Открыто". К вводам 60 подсоединяют рукава от емкостей с ускорителем. 21 отверждения раствора и закачивают его в контейнеры 15 и Ф7. К вводам 61 подсоединяются рукава, чапример, от автобетоносмесителей типа СБ-92-4.0 и в контейнера 14 и 16 закачивают ремонтный раствор 20.

Электромагнитный .кран 35 закрывается.

Подается команда блоку 40 о сбросе воздуха из камер 9-13 зондов и иэ надувного манжетного уплотнения 19.

Блок 40 управления через токопроводы

46 и 47 закрывает клапаны 50 и 51, пере.крывает входы от рессивера 48 в трубопроводы 23 и 30 и соединяет их полости с полостью корпуса 36 блока системы управления устройством для ремонта трубопровода, сжатый воздух сбрасывается из полостей зондов и трубопроводов в полость корпуса 36, а из нее, через клапан сброса (не показано) в полость стартовой трубы 59.

Перекрывается запорная арматура на вводах 60 и 64, открываются задвижки

9208 6

45 редают в блок 40 управления информацию о сечении трубопровода 1 вдоль всей его длины.

По информации датчики 42 продольного перемещения через .токопровод 43, 5

1О

15 в

55,63 и 57. Вода из трубопровода по отводам 54 и 56 заполняет полость стартовой трубы 59, прикрывается задвижка 52 и все устройство в сборе выталкивается вьдой из стартовой трубы 59 через задвижку 57 в полость трубопровода 1, задвижки 55 и 57 закрываются, задвижка 52 îtKphIBается полностью, устройство движется по трубопроводу 1. Блок 40 управления получает информацию о скорости движения от датчиков 42 продольного перемещения колес 41 через токопровод 43 и поддерживает заданную скорость движения, управляя через токопровод

45 электромагнитным клапаном 49, изменяя давление сжатого воздуха в трубопроводе 25 и полости эластичного дросселя 26 с помощью рессивера 48 и через токопровод 46 клапаном 51, изменяя давление в полости камеры зонда

11, изменяя силы трения профильных пластин 29 о тело трубопровода 1 °

Камеры зондов 9,10, 12 и 13 и надувного манжетчого уплотнения 19, контейнеров l 4-17 с ремонтным раствором 20 и с ускорителем 21 отверждения перемещаются с зазором от трубопровода 1 и по винтовой линии, так как поток воды, проходя через профильные пластины 29 создает момент вращения, при этом раствор 20 постоянно перемешивается (вращающийся растворосмеситель) .

При движении по трубопроводу 1 устройство также движется по винтовой линии за счет жесткости на скручивание трубопроводов 23,25 и 30, между корпусом 5 и корпусом 36 блока системы управления, эластичные лепестки

37, скользя по поверхности трубопровода I с помощью датчика 38 радиальных перемещений токопровода 39, пеблок 40 управления изменяет режим работы устройства, открываются электромагнитные клапаны 50 и 35. Сжатый воздух иэ рессивера 48 через .клапан

50 поступает в трубопровод 23 и заполняет камеры 9,10,12 и 13 и эластичное надувное манжетное уплотнение

19, камеры расширяются, поверхности камер и уплотнения вступают в контакт с трубопроводом 1, сопротивление дви1649208

15 слой 208 отвердевает до устойчивого состояния к воздействию потока воды

35

40 жению устройства возрастает. Блок 40 управления„ изменяя давление воздуха в трубопроводе 25, эластичным дросселем 26 устанавливает заданную программой скорость перемещения устройства в режиме нанесения облицовочного слоя на внутреннюю поверхность трубопровода 1, устанавливая соответствующее сечение дросселя 26. Дав- 1 ление воды перед надувным манжетным уплотнением 19 повышается,, а за уплотнением падает. Вода через кран 35 поступает в трубопровод 22 заполняет полости между корпусом 5 и эластичными оболочками 18 контейнеров 14-17, повышает давление в контейнерах и оболочки 18 выдавливают жидкий ускоритель 21 отверждения по трубопроводу 28 через диафрагмы 27 в полость между камерами 9 и 10 зондов и в полость за камерой 13. Одновременно по трубопроводам 31 выдавливается ремонтный раствор 20 в полость между камерами 10-13. Ускоритель 21 отверждения, находящийся в полости. между камерами 9 и 10, смачивает поверхность трубо провода 1, з аполняе т трещины 2, каверны 3, проникает в затрубные пустоты 4 и контактирует с водой на поверхности ввоцов 54, перекрытых задвжкками 55. Ремонтный раствор 20, поступая в полость между камерами

10 и 11, размазывается по поверхности трубопровода 1, заполняет трещины 2, каверны 3, затрубные пустоты 4, скользит по слою воды в отводах 54,,вступает в контакт с ускорчтелем 21 отверждения, образуя зоны ускоренного отверждения ремонтного раствора, профильные пластины 29 на камере 11, перемещаясь вдоль трубопровода 1, формируют волнообразный слой раствора 20а и 20б и он вступает в контакт с ускорителем 21 отверждения, поступающим от трубопровода. 28 через отвод 32 в полость за пластинами 29 до камеры 12. На этом участке ускори тель 21 отверждения, взаимодействуя с ремонтным раствором 20, образует профильный слой быстротвердеющего состава 208. Ремонтный раствор 20, поступающий из контейнера 16 через трубопровод 31 в полость между камерами 12 и 13, заполняет нанесенный ранее волноо бразный. профиль (фиг. 1 и 7 ) до кольцево ro, смешив ае тся со слоями ускорителя 2 1 отверждения на всей волнообразной поверхности, образует поверхности быстротвердеющего раствора.

В свою очередь, нанесенный кольцевой слой 20 г по внутренней поверхности, в ступае т в контакт с ускорителем 21 отверждения, поступающего через трубопровод 28 и окна 34 в полость за камерой 13 до манжетного уплотнения 19, образует кольцевой слой 20k ускоренного отверждения раствора.

За время прохождения пути от камеры 13 до манжетного уплотнения 19 в трубопроводе 1 за манжетным уплотнением. 19, ранее нане. сенные слои, зоны и поверхности ускоренного отверждения образуют развитую устойчивую форму облицовочного слоя по всей его толщине.

Нанеся облицовочный слой на определенной дш не трубопровода 1, отмеренной колесами 41 по показателям датчика 42, блок 40 управления отключа-, ет все камеры 9-13 зондов 6-8 от рессивера 48 и сообщает полость трубопровода 1 через клапаны 49-51 с полостью корпуса 36 и через клапан сброса (не показано) воздух выбрасывается в полость трубопровода 1 в поток воды, закрывает кран 35 оболочки контейнеров, камеры зондов сужаюся и устройство переходит в режим плавсостояния вращающихся контейнеров, В этом режиме движения устройство входит в отвод 64, открывается задвижка 65 и устройство вдавливается потоком воды в ловушку 68, задвижка

67 закрывается, водонодача в трубопроводе 1 увеличивается до плановой.

Устройство извлекается из ловушки 68» разбирается на составные части для транспортировки и последующего монтажа в стартовой трубе 59.

Формула из обре тения

1. Способ ремонта трубопровода, заключающийся в нанесении на его внутреннюю поверхность слоя ремонтного раствора перемещаемьж по трубопроводу зондом со средством нанесения покрытия, о тличающийс я тем, что, с целью повышения скорости ремонта трубопровода без его опорожнения и прекращения функционирдвания, перед нанесением ремонтного!

649208 раствора поверхность трубопровода смачивают ускорителем отверждения раствора, затем на нее наносят слой ремонтного раствора волнообразного профиля продавливанием его в обьем ускорителя отверждения через каналы, образованные поверхностью трубопровода и зондом, который перемещают вдоль трубопровода транспортируемой средой, нанесенный слой ремонтного раствора выдерживают в объеме ускорителя отверждения до образования устойчивой поверхности слоя ремонтного раствора, затем впадины слоя волнообразного профиля заполняют новой порцией ремонтного раствора до образ ования сплошного ко .ьце soro слоя, поверхность последнего выдерживают в объеме ускорителя до образо- уо вания устойчивого покрытия.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю" шийся тем, что зонды со средст-. вом нанесения покрытия вводят в трубопровод и выводят иэ него через параллельно подключенные к трубопрово1 ду технологические отводы.

3. Устройство для осуществления ремонта трубопровода, содержащее размещенный в трубопроводе с возмож- 30 ностью перемещения зонд со средством нанесения на внутреннюю поверхность трубопровода ремонтного раствора, связанным с системой подачи раствора, оно 35 снабжено блоком системы управления, соединенным посредством трубопровода с источником сжатого воздуха, и выполнено в ниде разм щенных да эластичном полом корпусе эовдоп с fiàoóëными камерами н установленных мемду ними эластичных контейнеров с внутренними оболочками и манжетного уплотнения, закрепленного на хвостовом

KoHTeHHepf при этом одни иэ контейнеров заполнены ремонтным раствором, другие — у корителем отверждения ремонтного раствора, полость контейнеров сообщена посредством гибких труб с зондами, а полости внутренних оболочек контейнеров сообщены г трубопроводом, соединенным с источником сжатого воздуха, который размещен внутри устройства по всей ого длине.

4. Устройство по и. 3, о т г ч ч а ю щ е е с я тем, что блок системы управления размещен в его носовой части и выполнен в ниде корпуса с колесами, на ступицах которых установлены датчики продольного перемещения, и c. закрепленными на Hpм эластичными лепестками с датчиками радиального перемещения, а внутри кор" пуса размещен ресивер с блоком пита" ния и блоком управления, соединенным токопроводами с датчиками перемещения.

5. Устройство по и. 3, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что на эластичном корпусе установлен дроссель, полость которого соединена посредством трубопровода через арматуру с реси" вером, а ресивер посредством трубопроводов через арматуру связан с надувными камерами зондов, 16492 08

1649208

1 649268

1649208

1649208

Г-Г

2В

У

33

ЯОЮ

Составитель Г. Воробьев

Редактор Ю.Середа Техред g.NHróHoö@ Корректор И.Эрдейи

Заказ 1509 Тираж 448 IIop,íèñH oå

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открмтиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101