Способ обнажения дефекта трубопровода для подземного ремонта

 

(19) ЩУ (11) (51) 5 F16 L55 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4938460/29 (22) 21 05.91 (46) 30.12.93 Бюа Na 47-48 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов (72) Борисенков ИА; Габелая РД; Хретинин И.С; покровский СВ (73) Товарищество с ограниченной ответственностью "Трубосервис" (54) СПОСОБ ОБНАЖЕНИЯ ДЕФЕКТА ТРУБОПРОВОДА ДЛЯ ПОДЗЕМНОГО РЕМОНТА (57) Использование: для ремонта трубопроводов, проложенных на болоте. Сущность изобретения: способ заключается в размещении на грунтовом основании над дефектной зоной трубопровода кор. 1а, имеющего клещевое перекрывающее его дно устройство. Короб погружают до совмещения низа с уровнем верха трубы отсосом из него воздуха, отделяют примыкающую к сторонам и низу трубопровода часть грунта or грунтового разжиженного массива клещевым устройством короба с образованием коробом и кпвщевым устройством герметичной камеры Удаляют грунт из камеры путем нагнетания в нее окатого воздуха с последующим, после ремонта, освобождением зоны трубопровода от клещевого устройства и извлекают короб путем нагнетания Юкатого воздуха Перед освобождением зоны трубопровода or клещевого захвата камеру разгерметизируют и из нее осуществляют отсос воздуха с заполнением ее грунтом. Из камеры грунт удаляют посредством клапана, а эаполняк)т камеру через шибер. 3 зпф-лы, 4 ил.

2005258

Изобретение относится к области ремонта трубопроводов, в частности, проложенных на болотах, Способ может использоваться также на трубопроводах, проложенных в заболоченных и обводненных грунтах.

Известен способ ремонтной камеры, заключающийся в навеске ее над трубопроводом грузоподъемным механизмом и меры на.трубопровод, герметизации камеры и удаления болотной массы из полости камеры (авт,св. СССР N 1155827, кл, F 16 1

55/18, 1985).

Известен также способ монтажа ремонтной камеры, заключающийся в навешивании ремонтной камеры над трубопроводом вдоль его продольной оси, внедрение камеры в болотную массу с помощью режущих

20 кромок торцевых створок, охват трубопровода створками и удаление болотной массы из полости камеры (авт.св. СССР М 1291781,кл. F 16 1 55/18, 1987), Однако зти способы имеют следующие недостатки. 25

Для погружения в болотную массу рабочей камеры они требуют дополнительную внешнюю пригрузку, а для очистки внутреннего объема камер от болотной массы — применение ручного труда. Кроме того, потребуется откачка воды из камеры после посадки ее на трубопровод и герметизации.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ обнажения дефекта трубопровода для Э5 подземного ремонта, заключающийся в размещении на грунтовом основании над дефектной зоной бездонного имеющего клещевое перекрывающее дно устройство короба, его погружение до совмещения ни- 40 за с уровнем верха трубы отсосом из него воздуха, отделении примыкающего к сторонам и низу трубопровода части грунта от. грунтового разжиженного массива клещевым устройством короба с образованием ко- 45 робом и клеще вым устройством герметичной камеры, удалении грунта из камеры с последующим, после ремонта, освобождением зоны трубопровода от клещевого устройства и извлечении короба 50

Однако известный способ имеет следующие недостатки, После погружения камеры для создания условий для работы ремонтной бригады вручную очищают камеру от болотной массы. Кроме того, подъем камеры осуществляют с помощью специальной техники. что усложняет процесс ее демонтажа.

55 опускании до момента посадки упоров ка-. "0

Целью изобретения является снижение трудоемкости способа, т.е. монтажа и демонтажа камеры, путем исключения использойания ручного труда и крана.

Указанная цель достигается тем, что по способу обнажения дефекта трубопровода для подземного ремонта, заключающемуся в размещении на грунтовом основании над дефектной зоной бездонного имеющего клещевое перекрывающее дно устройство короба, его погружении до совмещения низа с уровнем верха трубы отсосом из него воздуха, отделении примыкающего к сторонам и низу трубопровода части грунта от грунтового разжиженного массива клещевым устройством короба с образованием коробом и клещевым устройством герметичной камеры, удалении грунта иэ камеры с последующим, после ремонта, освобождением эоны трубопровода от клещевого устройства и извлечении короба, согласно изобретению удаление грунта иэ камеры и извлечение короба осуществляют нагнетанием в них сжатого воздуха, Указанная цель достигается также тем, что перед освобождением зоны трубопровода от клещевого захвата камеру разгерметиэируют и из нее осуществляют отсос воздуха с заполнением ее грунтом, Указанная цель достигается также тем, что грунт из камеры удаляют посредством клапана, а также тем, что в процессе отсоса воздуха грунт поступает в камеру посредством шибера, Сопоставляемый анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявленный способ отличается совокупностью вышеперечисленных признаков.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них отличительные признаки заявляемого решения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

Погружение ремонтной камеры в болотный грунт и посадка ее на трубопровод осуществляется автоматически за счет создания в ней вакуума и внешнего атмосферного давления на ее крышу, а удаление из камеры болотной массы и воды — путем выдавливания их из нее избыточным давлением атмосферного воздуха. закачиваемого в камеру.

На фиг.1 а-3 представлена последовательность операций по обнажению дефекта трубопровода для подземного ремонта; на

2005250

15

25

4а

55 фиг.2 — кинематическая схема ремонтной камеры; на фиг.3 — схема устройства клапана; на фиг,4 — схема устройства шибера, Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Ремонтную камеру устанавливают открытым концом над местом ремонта трубопровода 2 с помощью крана (фиг.1,а).

Короб 1 ремонтной камеры размещают на грунтовом основании над дефектной зоной трубопровода 2 (фиг.1,а). За счет собственной массы камеры частично погружается в болотный грунт, герметизируя внутреннее пространство камеры от окружающей среды. Короб 1, имеющий клещевое перекрывающее дно устройство. 3, погружают до совмещения низа с уровнем верха трубы 2 отсосом воздуха из-под крышки.4 через патрубок 5 (фиг.1,б). При помощи клещевого устройства 3 короба 1 отделяют примыкающую к сторонам и низу трубопровода 2 часть грунта от грунтового разжиженного массива с образованием коробом и клещевым устройством герметичной камеры (фиг.1,в).

Для удаления грунта из камеры нагнетают в нее сжатый воздух (фиг.1,г). рунт вместе с водой выдавливается воздухом через выпускной клапан 6 и закамерное пространство.

После того, как камера будет очищена,-открывается крышка 4 камеры, давлением окружающего грунта клапан 6 закрывается, удаляются из камеры возможные остатки болотной массы и в сухой камере проводятся ремонтные работы по замене дефектного участка (фиг.1,д). По окончании ремонтных работ крышку камеры закрывают, освобождают зону трубопровода 2 от клещевого устройства 3 (фиг.1,ж) и извлекают короб 1 путем нагнетания в него сжатого воздуха (фиг.1,з).

Под действием выталкивающей силы избыточного давления сжатого воздуха камера всплывает.

Для создания наиболее благоприятных условий подъема камеры перед освобождением эоны трубопровода 2 от клещевого устройства 3 камеру разгерметизируют и из нее осуществляют отсос воздуха. В результате создается вакуум и болотный грунт вместе с водой заполняет камеру через открытый шибер 7 (фиг.1,е).

Конкретный пример осуществления заявляемого способа с помощью ремонтной камеры (фиг;2 — 4).

Ремонтная камера содержит корпус в виде прямоугольного разъемного короба 1 с крышкой 4. Клещевое устройство 3, перекрывающее дно короба 1, состойт из двух разъемных частей, каждая иэ которых выполнена в виде шарнирно подвешенных на торцевых стенках короба f створок 8 с арочными вырезами 9 для охвата трубопровода и кинематически связанной со створками 8 гибкой пластины 10.

Кинематическая связь осуществляется при помощи гибкого троса 11, конец которого закреплен на свободном конце гибкой пластины 10 и проходит. через верхний 12 и нижний 13 блоки, укрепленные внутри корпуса. Второй конец гибкого троса 11 закреплен через коуш 14 на створке 8 и проходит через ручей на наружной образующей створки 8, При закрывании створки 8 гибкий трос 11 сбегает с ручья створки 8 и через нижний 13 и верхний 12 блоки обеспечивает опускание гибкой пластины 10, которая укладывается на наружную образующую створки 8. При подъеме створка 8 через коуш 14 наматывает на свою образующую гибкий трос 11 и через блоки 13, 12 поднимает гибкую пластину 10.

На каждой торцевой стенке корпуса внутри короба 1 закреплен гидроцилиндр 15 со штоком 16, конец которого через шарнирные тяги 17 связан со створками 8 со стороны шарнирной их подвески.

Створки камеры снабжены клапаном 6 и шибером 7. Клапан (фиг.3) состоит из затвора 18 и направляющей 19. Принцип работы его традиционен. Шибер (фиг.4) выполнен в виде прямоугольной заслонки

20 и тяги 21, перемещением которых по тяге регулируется поступление болотной массы в камеру.

Смыкающиеся концы створок 8 и гибких пластин 10 имеет режущие кромки.

Для обеспечения герметичности камеры все прилегающие узлы камеры и детали снабжены уплотнителями.

Для доказательства осуществимости способа примем камеру размером в плане

2,4 х 4 м и высотой 2,5 м, что обеспечивает выполнение ремонтных работ на трубопроводах диаметром до 1020 м. Масса такой камеры составляет около 1,5 т, Доставленная к месту установки камера с помощью любого грузоподъемного устройства (грузоподъемностью более 1,5 т) устанавливается над поврежденным участком трубопровода открытой ее частью вниз. После приведения ее в вертикальное положение, что достигается эа счет пригруэки отдельных ее участков грузом, размещаемым на стреле крана, и частичного погружения ее в болотный грунт за счет собственной массы к верхнему клапану закрытой камеры подсоединяется гибкий шланг, идущий к компрессору, и начинается процесс откачивания воздуха из нее при закрытых донных клапане и шибере. С появлением разреже2005258 ния воздуха в камере и созданием в связи с этим избыточного давления на ее крышу камера начинает погружаться в болотный грунт. Скорость погружения камеры и ее положение определяется по разметкам, на, несенным на внешних сторонах стенки камеры. Прорезание торфяной толщи определяется скорость погружения камеры, которое растет скачкообразно после прорезания отдельной торфяной толщи. На глубоких болотах торфяная толща может быть утоплена без ее прорезания до уровня ниже уровня смыкания створок.

Процесс прорезания торфяной толщи зависит от величины заострения режущей части камеры и степени ее пригрузки. Так, при ширине острия режущей части камеры, равной 0,5 см, разрушение растительных волокон (не древесного происхождения) на-, чинается при удельном давлении 10 — 12 кг/смг, что обеспечивается при разнице давлений в камере по сравнению с атмос-. ферным 0,25 кг/см

Разрезание древесных волокон потребует увеличения удельного давления на порядок выше, т.е. 100 — 120 кг/см, что г обеспечивается при более высоком вакууме в камере, составляющем разницу давлений в камере и наружного воздуха в пределах

0,8 — 0,85 кг/см . В этом случае удельное г

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОБНАЖЕНИЯ ДЕФЕКТА

ТРУБОПРОВОДА ДЛЯ ПОДЗЕМНОГО PEМОНТА, заключающийся в размещении на грунтовом основании над дефектной зоной бездонного, имеющего клещевое перекрывающее дно устройство короба, его погружении до совмещения низа с уровнем верха трубы отсосом из него воздуха, отделении примыкающей к сторонам и низу трубопровода части грунта от грунтового разжиженного массива клещевым устрой- ством короба с образованием коробом и клещевым устройством герметичной камеры, удалении грунта из камеры с последующим, после ремонта, освобождением зоны трубопровода от клещевого устройстдавление. используемое на разрушение древесных волокон, составляет не более 120 кг/см, что вполне для этого достаточно, г

После погружения камеры она трубопровод ее створки захватывают трубопровод и герметично закрываются. Далее открывается в данной части камеры клапан, начинается нагнетание воздуха в камеру с давлением более атмосферного v болотный

10 грунт и вода через клапан выдавливается в вакуумное пространство до полного осушения.камеры. Далее клапан закрывается, уравнивается давление воздуха в камере с наружным, открывается крышка камеры и

20 производится выполнение ремонтных работ на трубопроводе.

После выполнения ремонтных работ открывается шибер, закрывается крышка камеры и начинается откачивание из нее воздуха, в результате чего болотная масса вновь заполняет камеру. После этого уравнивается давление воздуха в камере и наружного, раскрываются ее створки, освобождается трубопровод и в камеру эакачивают воздух с избыточным давлением.

Камера с помощью крана снимается и перевозится на другое место. (56) Авторское свидетельство СССР

N 1116259, кл. F 16 L 55/18, опублик. 1984

30 ва и извлечении короба, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости способа путем исключения использования

35 ручного труда и крана, удаление грунта иэ камеры и извлечение короба осуществляют нагнетанием в них сжатого воздуха.

2; Способ по п.1, отличающийся тем, что перед освобождением зоны трубопро40 вода от клещевого захвата камеру разгерметиэируют и из нее осуществляют отсос воздуха с заполнением ее грунтом, 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что грунт из камеры удаляют посредством клапана.

4. Способ по п,2, отличающийся тем, что в процессе отсоса воздуха грунт поступает в камеру посредством шибера.

2Р05258 г/

2005258

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

Редактор

Заказ 3429

Составитель И.Борисенков

Техред М.Моргентал Корректор М. Шароши

Тираж Подписное.

НПО "Поиск" Роспатента

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