Способ испытания устройств локализации утечек гидропневмотрубопроводов и стенд для его осуществления

 

Использование: испытание устройств по ремонту трубопроводов для транспортирования нефти, газа, химреагентов и други х продуктов. Сущность изобретения: при нлгружении избыточным давлением последо вательно создают начальное давление Рк в пределах мощности газового источника и повышают уровень рабочего давления в системе нагружения повышением давления гидросистемой до значений Р с учетом растворимости газа в жидкости1 Р - Рк (VT + Vj- VH)/{VT - V,, + (Н - h)/H Vs (1 + oPK)}. где fr. VH, VT - объемы бака-наполнителя, твердого наполнителя и испытываемого участка тру- ,бы; Н, h - высота бака-наполнителя и уровень жидкости в нем; а - коэффицн ,нт растворимости газа в жидкости. 2 с.п. , Зил.

„„Я „, 1756664 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 (я)з F 15 В 19/00, G 01 M 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к нефтяной и Известен стенд, состоящий из мультигазовой промышлеНности, вчастности ктеХ-- лликатора, ограничителя наполнения, зонике испытания устройств по ремонту тру- лотников, гидропривода, бака; бопроводов для транспортирования йефти, контрольно-измерительной аппаратуры, и газа, химреагентов и других продуктов, предназначенный для опрессовки глубинИзвестно устройство для ликвидации ных штанговых насосов, размещаемых на утечек, содержащее два полухомута и нагне- ферменном рычаге, приводимым в движетательный механизм в виде полости цилин- .. ние гидроцилиндром для ускорения процесдра с камерой. заполненной клеем, са слива жидкости из полости насоса после предназначенный для выдавливания пор . операции опрессовки. ции клея в дефектное отверстие трубопро- Недостатками стенда являются неприс вода с целью его заклеивания; пособленность его для испытания устройств для ликвидации утечек в трубопроводах, а

Указанное устройство подлежит иссле- также сложность узла мультипликатора и дованию с целью установления режима его. нерасчитанность его на пневматику. работыдляразличныхсред(жидких,газооб- . Известен способ йспытания действуюразных, газожидкостных), давлений и npo- " щего трубопровода, предназначенный для изводительностей, Производить указанное испытания на г:рметичность отдельных учана эксплуатационном трубопроводе Н6. стков самих эксплуатационных трубопровопредставляется возможным. Для этого не- дов непосредственно на территории их обходимо предварительное опробование" расположения. Устройство для осуществлеустройства в лабораторных условиях на ния способа включает в себя подвижную стенде. цилиндрическую кольцевую камеру с уплотК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4769813/29 (22) 01.11.89 (46) 23.08.92, Бюл. N 31 (71) Всесоюзный нефтяной научно-исследовательский институт по технике безопасности (72) Б.А.Гаджиев, Б.А.Кирш и P.Ã.Ìàìåäîâ (56) Авторское свидетельство СССР.

N 1590943, кл. F 15 В 19/00, 1989, (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ

ЛОКАЛИЗАЦИИ УТЕЧЕК ГИДРОПНЕВМОТРУБОПРОВОДОВ И СТЕНД ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование; испытание устройств по ремонту трубопроводов для транспортирования нефти, газа, химреагентов и других продуктов. Сущность изобретения: при нлгружении избыточным давлением последовательно создают начальное давление Рк в пределах мощности газового источника и повышают уровень рабочего давления в системе нагружения повыщением давления гидросистемой до значений Р с учетом растворимости газа в жидкости: Р =- Р, (V, + ЧуЧн)/(Чт — Чл + ((Н - h)/H) Чз (1 + аР)). где ф, VH, Чт — обьемы бака-наполнителя, твердого наполнителя и испытываемого участка тру,бы; Н, h — высота бака-наполнителя и уровень жидкости в нем; Q.— коэффици;;нт растворимости газа в жидкости. 2 с.п.ф-лы, 3 ил, 1756664 нениями по концам, вставленными внутрь испытываемого участка трубопровода для создания.в нем избыточного испытательного давления, причем для облегчения работы уплотнительных манжет камера с обеих сторон поджимается давлением (прототип), Способ не служит для испытания устройств ликвидации утечек, а самих трубопроводов.

Кроме того, снижается надежность за счет упйрания манжет фактически в неподготовленную для уплотнения внутренней поверхности трубопровода, отсутствует пустотелый наполнитель, нет вертикальной емкосТи для заполнения ее газом, не ликвидирует утечки.

Цель изобретейия — повышение функциональной возможности испытания при . малых мощностях газового источника давления на газожидкостных рабочих средах с подачей клееотверждающей композиции в зону дефектов.

Цель достигается тем, что согласно способу, включающему в себя систему нагружения избыточным. давлением, имитирующий отдельный участок трубопровода в условиях стенда, который с наполнителем образует изолированную кольцевую камеру, в системе нагружения избыточным давлением последовательно создают начальное давление Р„в пределах мощности газового источника и повышают уровень рабочего давления в системе нагру>кения повышением давления гидросистемой до значений P с учетом растворимости. газа в жидкости

% +Vb Чн к

Н вЂ” h

Ч,- Ч„+ „, Vg(1+aPy,) где Чд; U í, Чт — обьемы бака-наполнителя твердого наполнителя и испытываемого участка трубы;, Н, h» — высота бака-наполнителя и уровень жидкости в нем; а - коэффициент растворимости газа в жидкоС1.и.

Стенд для реализации способа испыта ния устройств локализации утечек гидропневмот рубоп ро водов, содержащий гидройасоС с напорной и всасывающей линиями, гидробак, компрессор с напорной компрессорной линиеи, испытательный участок. имитирующий трубопровод с фланцами, входной патрубок, снабжен вертикальным баком -наполнителем, обьемом Vg, к нижней части которого присоединена сливная линия, соединенная с . всасывающей линией гидронасоса, и к верхней части которого присоединены напорная и комйрессорная линии и входной патрубок, снабжен вертикальным баком-наполнителем, соединенным с фланцем закрепления одного конца испытываемого участка трубопровода с имитирующими дефекты в виде ряда отверстий, внутрь которого с зазором вставлен твердый наполнитель в виде заглушенного с одной стороны цилиндра и концентрично прикрепленного к другому фланцу участка трубопровода, причем болтовые соединения фланцев выполнены с манжетными уплотнениями и

10 вертикального бака-наполнителя 1, От клапана 8 отходит сливная линия 10 в приемный бак 11. К верхней части вертикального бака-наполнителя 1 также присоединены компрессорная линия от компрессорной ус35 тановки 13 с линией 14 стравливания давле40 ния, а также линией 15 манометра 16, а также входной патрубок 17, соединенный с фланцем 18, закрепленным на фланце 19 одного конца испытываемото участка тру45 бопровода 20 обьемом V с участками, имитирующими дефекты, в виде ряда отверстий

21. На трубопроводе 20 устанавливается устройство 22 ликвидации утечек, Другой конец трубопровода 20 закрыт фланцем 23, прикрепленным к фланцу 24 трубопровода

20, К фланцу 23 крепится твердый наполнитель, вставляемый с зазором в трубопровод

20 в виде заглушенного заглушкой 25, пустотелого цилиндра 26, концентрически за50 крепленного на фланце 23. . Выноской 27 показан уровень h жидкости в баке-наполнителе 1, Стенд оснащен необходимыми термометрами. Испытуемое на стенде устройство содержит два полухомута 28 и 29, устанавливаемые на трубопропрокладками.

Таким образом, стенд позволяет предложенным способом испытать существующие конструкции по ликвидации утечек как

15 жидкостных, так и газовйх как из магистральных так и промысловых трубопроводов.

На фиг. 1 схематически показан стенд. общий вид, на фиг. 3 — испытываемое на стенде и установленное на нем устройство

20 для локализации утечек, на фиг, 3 — сечение

А-А на фиг, 2, Стенд для реализации способа испыта-ния устройств локализации утечек гидропневмотрубопроводов включает в себя

25 вертикальный бак-наполнитель 1 обьемом .

Vo в виде патрубка высотой Н, заглушенный с обеих сторон и расположенный в углублении 2. К нижней части вертикального баканаполнителя присоединена сливная линия .

30 3, соединенная через задвижку 4 с всасывающей линией, закрываемой задвижкой 5 гидронасоса 6. Последний через золотник 7 и предохранительный клапан 8 своей напорной линией 9 соединен с верхней частью

1756664 воде 20 на резиновой прокладке 30, и нагне- При испытании гаэожидкостной средой тательный механизм 31 в виде цилиндра 32 имеют трубопровод диаметром 275 мм, рас герметичной резиновой камерой 33, за- - ботающий под давлением Р =50-60 атм,прополненнойклеящейкомпозицией,закрыва- дукцию нефть с газом, в зону дефекта емой шариком 34 и подпираемым. 5 которого необходимо подать клееогверждаподпружиненным шариком 35, при этом от- ющую композицию с избыточным давлениверстие 36 открыто и сообщается с отвер- ем, стием 37, соединенным с отверстием 21 Предположим, предложенный стенд напропуска в трубе 20, Сверху цилиндра 32, ходится на заводе, где имеется одноступензаполненного гидравликой, помещен пор- 10 чатый компрессор 13, обеспечивающий шень 38 с силовым винтом 39 и штурва- давление не более Р» =5 атм, примерно в 10 лом 40. раз меньше. Для того, чтобы поднять испыРабота на стенде производится следую- тательное давление до -нужной величины, щим образом. систему заполняют воздухом до P» = 5 атм.

После установления на стенде испйта- 15 Затем начинают заполнять систему водой тельного давления сначала компрессором гидронасосом по напорйой линии 9. Прп

13 и затем гидронасосом 6 и обеСпечения этом обьем газа в ней. приведенный к Р1 == при этом пропуска газа через одно иэ граду- =1 агм, с учетом растворимости газа в жидированных отверстий (другие при этом за- кости равен крыты), устанавливают устройство (фиг. 2 и 20 Р Н -h

3), причем отверстие пропуска 21 должйо (..". Й t совпадать с отверстием 37 в прокладке 30, где Vo, Ví, V — объемы.бака-наполнителя, Пропуск агента, находящегося в трубопро- твердого наполнителя и испытательного воде 20, должен через отверстие 37 посту- участка трубы; пать внутрь нагнетательного механизма 31 25 Н, h — высота бака-наполнителя и урои через отверстие 36 уходить наружу, в ат- вень жидкости в нем мосферу. Испытания на данном этапе сво- а — коэффициент растворимости газа в дятся к проверке легкости установки; жидкости. безопасности, удобства в работе и других Таким образом, если заполнить ба» 1 характеристик. Вращением винта 39 штур- 30 жидкостью до высоты h, в нем останется валом 40 перемещают поршень 38 вниз, при обьем Чь, заполненный воздухом этом сжимают жидкость, находящуюся 1 Н вЂ” h внутри цилиндра, Последняя, в свою оче- Н редь, давит на резиновую камеру 33. и кле- Общий обьем в системе. заполненный ящая композиция, находящаяся в нем, 35 сжатым воздухом при давлении Р, будет давит на шарик 34, открывая клапан. Шарик Н h

34, открывая клапан, опускаясь, давит на Р . " Н шарик 35, сжимает пружину, и последний Так как согласно уравнению Бойля-Мазакрываетотверстие 36, перекрывает выход риотта PVP — — P>V> = const, то, решая относипродукции из трубопровода, а клеящая ком- 40 тел: но Р (при Р1 = 1), имеем позиция входит в отверстие 37 и затем в - Н вЂ” h дефект стены трубы 20, закупоривая отвер- Р V1 Р " Н стие. Испытание на данном этапе сводится . V> " Н вЂ” h к проверке надежности перекрытия посТуп- " Н ленин продукции иэ трубопровода, легкости 45. Решив указанное уравнение относиаращения штурвала, необходимости обог- тельно Р, имеем рева района дефекта, заполненного клея- р р Vt + VQ н щей композиций, с целью определения ее ", Н вЂ” h схватывания и других моментов, характери- " Н

По ле зую;цих надежность локализации утречки. 50 Утечки газа из-за сравнительно мал с этого снимают хомуты 28 и 29, про- обьема не учитываем, Указанная зависие . — алого клея веряют при этом легкость отсоединения мость позволяет выбрать основны щеи композиции от клапанного меха-: метры стенда, на котором можно развить низма и дают рекомендации о воэможности необходимое испытательное давление Р, его вторичного использования или же счи- 55 Ф о р м у л а и з о б р е т е и и я тать резиновую камеру разового использо- 1. Способ испытания устройств.локаливания и т.д. зации утечек гидропневмотрубопроводов, П р и и е р. При испытании гидравликой включающий систему нагружения избыточвыпускаат воздух из системы и наполняют ным давлением отдельного испытуемого ее водой до необходимого давления. участка трубопровода и проверку его герме1756664тичности путем образования у поверхности изолированной кольцевой камеры, о т л и- ч а ю шийся тем, что, с целью повышения функциональных возможностей испытания при малых мощностях газового источника 5

- давления на газожидкостных рабочих средах с подачей клееотверждающей композиции в зону дефектов, в системе нагружения избыточным давлением последовательно создают начальное давление Р в пределах 10 мощности газового источника и повышают уровень рабочего давления в системе нагружения повышением давления гидросистемой до значений Р с учетом растворимости газа в жидкости 15 (Vg + Vg — lн)

K (бт Чы+ Н Чб (1 + Рк)) где Чб, V>, Чт — объемы бака-наполнителя, твердого наполнителя и испытуемого участ- 20 ка трубы;

Н, h — высота бака-наполнителя и уровень жидкости в нем; й- коэффициент растворимости газа в жидкости. 25

2. Стенд для испытания устройств локализации утечек гидроп невмотрубопроводов, содержащий гидронасос с напорной и всасывающей линиями, гидробак, компрессор с напорной компрессорной линией, испытуемый участок трубопровода с фланцами, входной патрубок, о т л и ч а ю шийся тем, что он снабжен вертикальным баком-наполнителем, к нижней части которого присоединена сливная линия, соединенная с всасывающей линией гидронасоса, и к верхней части которого присоединены напорная и компрессорная линии и входной патрубок, соединенный с фланцем закрепления одного конца испытуемого участка трубопровода с имитирующими-дефектами в виде ряда отверстий, внутрь которого с зазором вставлен твердый наполнитель в виде заглушенного с одной стороны цилиндра и кон центрично прикрепленного к другому фланцу участка трубопровода, причем болтовое соединение фланцев выполнено с манжетными уплотнениями и прокладками.

1756664

А

Фиа Г

1756664

Составитель Б. Кирш

Техред М,Моргентал, Корректор Н, Тупица

Редактор А. Козориз

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

Заказ 3078 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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