Утяжелитель трубопровода

 

Использование: при бестраншейной прокладке газопроводов большого диаметра по дну пересекаемых водоембв. Сущность изобретения: симметрично расположенные относительно оси уложенного на грунт трубопровода протяженные балластные блоки соединены гибкими перемычками с закрепленными на трубопроводе хомутом. Балластные блоки выполнены в виде гирлянды грузов, размещенных на грунте поперечно трубопроводу и соединенных с хомутом через упругодемпфирующие элементы. Упругодемпфирующие элементы выполнены в виде размещенных в цилиндрическом корпусе тарельчатых пружин. Грузы выполнены одного размера. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

.ОБОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

ГЕСПУБЛИК (я)с F 16 L 1/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С)

С3

О

О (21) 4931711/29 . (22) 26.04.91 (46) 07,03.93. Бюл. ¹ 9 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов (72) В.В.Харионовский, А.В,Соннинский и

Л. Е, Ãð è Hôåë üä (56} Авторское свидетельство СССР

¹ 773369, кл. F 16 L 1/06, 1979, (54) УТЯЖЕЛИТЕЛЬ ТРУБОПРОВОДА (57) Использование: при бестраншейной прокладке газопроводов большого диаметра по дну пересекаемых водоембв. Сущность

Предлагаемое изобретение относится к строительству трубопроводов и может быть использовано при безтраншейной прокладке газопроводов большого диаметра по дну пересекаемых водоемов: рек, водохранилищ, а также на морском шельфе.

Целью предлагаемого изобретения является улучшение условий эксплуатации подводного трубопровода при размыве грунта под ним.

На фиг.1 схематически изображен предлагаемый утяжелитель подводного трубопровода (поперечное сечение); на фиг,2— схема участка подводного трубопровода с утяжелителем в виде сосредоточенной массы при размыве грунта под ним(продольное сечение); на фиг.3 — его расчетная схема; на фиг.4 — схема участка подводного трубопровода в продольном сечении с предлагаемым утяжелителем в виде гирлянды грузов, присоединенных к трубопроводу через упругодемпфирующие элементы; на фиг.5 — его расчетная схема.

„„5U ÄÄ 1800199 А1 изобретения: симметрично расположенные относительно оси уложенного на грунт трубопровода протяженные балластные блоки соединены гибкими перемычками с закрепленными на трубопроводе хомутом, Балластные блоки выполнены в виде гирлянды грузов, размещенных на грунте поперечно трубопроводу и соединенных с хомутом через упругодемпфирующие элементы. Упругодемпфирующие элементы выполнены в виде размещенных в цилиндрическом корпусе тарельчатых пружин. Грузы выполнены одного размера. 2 з,п.ф-лы, 5 ил, На трубопроводе 1 жестко закреплен хомут 2. С хомутом 2 через упругодемпфирующие элементы 3 соединены балластные блоки, выполненные в виде гирлянд из отдельных грузов 4, размещенных на грунте равномерно по обе стороны трубопровода

1 поперек его оси. Все составные части предлагаемого утяжелителя соединены между собой отрезками стального троса или цепи 5, После укладки на дно реки трубопровода 1, поперек него укладывают соединенные с хомутом 2 тросами 5 упругодемпфирующие элементы 3 и соединенные с ними. тросами

5 бетонные грузы 4 гирлянды, Предлагаемый утяжелитель работает следующим образом, При размыве грунта под трубопроводом (а также размывы нередко имеют место в практике эксплуатации подводных трубопроводов, что может быть подтверждено (например, прилагаемой копией акта), образуется эона размыва,. показанная на

1800199 фиг.2 для утяжелителя со сосредоточенной массой и на фиг,4 для предлагаемого.

При этом грузы 4 гирлянды не дают трубопроводу всплыть, удерживают его на месте, а упругодемпфирующие элементы 3, через которые грузы 4 связаны с трубопроводом 1, выполняют роль дополнительной упругоподатливой связи (см, фиг.5), гасящей колебания трубопровода и снижающей таким образом вепоятность усталостных разрушений (см. ниже).

Выполнение утяжелителя в виде гирлянды грузов, а не в виде одного блока или по одному с двух сторон, имеет то преимущество, что практически исключает размыв

- грунта под грузами — под одним грузом такой размыв (и как следствие, неравномерная механическая нагрузка на трубопровод в этом месте) возможен, под гирляндой невозможен; более того, каждый груз в гирлянде оказывается с течением времени замытым грунтом, причем, чем дальше от трубопровода, тем сильнее замыт, заилен бетонный блок.

Таким образом выполнение балластных блоков s виде гирлянды из отдельных гру "-ов, размещенных на грунте равномерно по обе стороны трубопровода поперек его оси, решает поставленную задачу — улучшение условий эксплуатации подводного трубопровода при размыве грунта под ним, Кроме того, утяжелитель в виде гирлянды грузов позволяет уменьшить габариты единичных грузов, что облегчает монтажные работы.

Течение воды в реке не является равномерным, Неравномерное давление потока воды вызывает поперечные колебания трубопровода, играет роль вынуждающей силы. Частота этой вынуждающей силы переменна и практически невелика. С точки зрения условий эксплуатации подводного трубопровода опасен резонанс (совпадение частот) этой силы с собственными колебаниями. Он ведет к усталостным разрушениям.

Частота собственных колебаний трубопровода, как балки постоянного сечения, зависит от длины пролета (в данном случае длины зоны размыва), от видов закрепления и пр, и бывает, как показывает расчетная практика, обычно больше частоты вынуждающей силы.

Дополнительная упругоподатливая

5 связь (см. фиг,5) в предлагаемом изооретении в результате соединения грузов 4 утяжелителя с хомутом 2 балластируемого трубопровода 1 через упругодемпфирующие элементы 3 повышает собственную частоту колебаний примерно s 3 раза, тем самым отодвигает область резонанса, т.е, улучшает условия эксплуатации подводноГо трубопровода при размыве грунта под ним.

Упругодемпфйрующие элементы выполнены в виде пружин тарельчатого типа, отличительной. особенностью которых является большая энергоемкость, размещенных в цилиндрическом корпусе, Грузы утяжелителя изготавливаются.из

20 бетона и выполняются одного размера.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемого утяжелителя для газопровода диаметром 530 мм на подводном переходе через реку Енисей составляет примерно 250 тыс,руб, на 1 км подводного трубопровода или 2,5 тыс.руб. на 1 шт. Предполагается иметь гирлянду из пяти грузов с каждой стороны при расчетной скорости течения воды 1,5 м/с.

Формула изобретения

1, Утяжелитель трубопровода, содержащий симметрично расположенные относительно оси уложенного на грунт трубопровода протяженные балластные блоки, соединенные гибкими перемычками с закрепленным на трубопроводе хомутом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что балластные блоки выполнены в виде гирлянды грузов, размещенных на

40 грунте поперечно трубопроводу и соединенных с хомутом через упругодемпфирующие элементы.

2. Утяжелитель по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что упругодемпфирующие элемен45 ты выполнены в виде размещенных в цилиндрическом корпусе тарельчатых пружин, 3. Утяжелитель по п.1, о т л и ч а ю щ и йся тем, что грузы выполнены одного размера. !

1800199

Фиг. I.

Фиг. 5.

Составитель А. Соннинский

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор fl. Ливринц

Редактор А. Савина

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

Заказ 1153 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5