Способ изготовления гибкой трубы

 

Способ может быть использован для изготовления труб для транспортировки под давлением текучих сред. Трубу образуют путем навивки профильной ленты на опорной пустотелой трубе, закрепленной консольно, с одновременным введением в нее деформированной полимерной трубной заготовки. В результате упрощается изготовление при одновременном обеспечении надежной работы трубы. 5 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способу изготовления гибких труб для транспортировки под давлением текучих сред и может найти применение в нефтяной, газовой и других отраслей промышленности.

Известен способ изготовления стальных труб с внутренней защитой от коррозии полимерным слоем по ГОСТ 10762-64 "Трубы стальные, футерованные винипластом и полиэтиленом". Этот способ состоит в том, что в заранее изготовленную жесткую стальную трубу длиной порядка 6 м проталкивают полимерную трубу с толщиной стенки S=3 мм (D_н/S >=25, где D_н - наружный диаметр полимерной трубы). Таким образом изготавливают жесткие трубы с малым расходом стали и полимеров для транспортировки текучих сред под давлением. Недостатком этого способа является малая длина получаемых труб. В трубопровод большой длины (несколько сот метров или километров) такие трубы собирают с помощью фитингов. Так на 1 км трубопровода с фланцевыми фитингами требуется 333 фланца, 1000 шпилек, 2000 гаек и 2000 пружинных шайб. В итоге потребитель несет большие расходы на фитинги, элементы крепления и их монтаж, что приводит к увеличенной стоимости трубопроводов, например, трубопроводов для нефтесбора.

Известен способ изготовления длинномерных гибких труб путем навивки профильной ленты с натяжением на полимерную трубную заготовку, например, патент Франции N 2182372, кл F 16 L 11/00, 28.04.72. Гибкость труб, большая строительная длина, высокая степень заводской готовности позволяют производить быструю и дешевую прокладку трубопроводов в труднодоступных местах простой размоткой труб с барабанов, при этом исключаются любые подгоночные, изоляционные и сварочные работы. Недостатком этого способа является необходимость применить полимерные трубные заготовки увеличенной жесткости, а значит увеличенной толщины (D_н/S < 25, например D_н/S=11) для обеспечения условий прочности предъявляемых к трубным заготовкам, при навивке на них с натяжением профилированной ленты. Увеличенная толщина полимерных трубных заготовок приводит к увеличенной материалоемкости, а значит к увеличенной себестоимости гибких труб, что в итоге приводит к повышенной стоимости трубопровода.

Наиболее близким решением к заявляемому является способ изготовления длинномерной трубы, включающий введение в полость металлической трубы предварительно деформированной полимерной трубной заготовки, выполненной из полимера с памятью формы, с последующим восстановлением исходной формы поперечного сечения заготовки, см. патент РФ N 203931, кл F 16 L 57/00, з. 26.07.88 оп. 09.07.95. Недостатком известного решения являются сложность и повышенные затраты на изготовление трубы, т.к. этот способ предполагает наличие заранее подготовленного трубопровода, например, собранного из стальных труб, введение деформированной полимерной трубной заготовки внутрь трубопровода с помощью потяжного троса, использование специального материала и оборудования.

Предлагаемое решение позволит снизить стоимость трубопроводов из гибких труб и упростить их изготовление при одновременном обеспечении надежной работы.

Указанный технический и финансовый результат достигается тем, что в отличие от решения, включающего введение в полость трубы предварительно деформированной полимерной трубной заготовки с последующим восстановлением ее исходной формы поперечного сечения, трубу образуют путем навивки профильной ленты на опорной пустотелой трубе (оправке) с одновременным введением в нее деформированной полимерной трубной заготовки.

Периодическая структура витой трубы и тонкая стенка полимерной трубной заготовки, расправленной давлением жидкой среды, позволяют увеличить упругий захват тонкостенной полимерной трубной заготовки. Увеличенный упругий захват и натяг, возникающий за счет разности диаметров витой трубы и расправленной полимерной трубной заготовки, обеспечивают надежную работу гибкой трубы при транспортировке текучих сред под давлением.

Предлагаемый способ реализуется в линии изготовления гибких труб.

На фиг. 1 изображена линия изготовления гибких труб; на фиг. 2 - элемент 1 фиг. 1; на фиг. 3 - сечение А-А фиг. 2; на фиг. 4 - схема подачи жидкой среды в полимерную трубную заготовку; на фиг. 5 - сечение С-С фиг. 4.

Линия изготовления гибких труб состоит из отдающего барабана 1, предварительно деформированной полимерной трубной заготовки 2, поддерживающих роликов 3, бронелентообмотчика 4, электропривода 5, тягового агрегата 6, приемного барабана 7 для гибкой трубы 8. Бронелентообмотчик 4 содержит кассету 9 с непрофилированной лентой 10, формообразующую головку 11 и опорную трубу 12. Формообразующая головка образует профильную ленту 13 и гибкий бандаж 14. Для подачи жидкой среды внутрь полимерной трубной заготовки линия содержит емкость 15 с жидкой средой 16, насос высокого давления 17, впускной вентиль 18, фитинги 19, выпускной вентиль 20, трубу низкого давления 21, трубы высокого давления 22.

Способ осуществляется следующим образом. С отдающего барабана 1 предварительно деформированную трубную полимерную заготовку 2 с помощью потяжного троса и лебедки протягивают через бронелентообмотчик 4, в том числе через опорную трубу 12. Ленту 10 стягивают с кассеты 9, пропускают через формообразующую головку 11 и крепят к концу трубной заготовки 2. Запускают электропривод 5, который приводит линию в движение. Формообразующая головка 11 профилирует ленту 10 в профильную ленту 13 и навивает гибкий бандаж 14, в который заводится трубная заготовка 2. Гибкий бандаж 14 с расположенной внутри него полимерной трубной заготовкой 2 образует гибкую трубу 8 с деформированной внутренней полимерной трубой. Гибкую трубу 8 протягивают через тянущий агрегат 6 и крепят к приемному барабану 7, отсоединяя потяжной трос. Тянущий агрегат 6 переводят в рабочее положение, в котором осуществляется упругий захват бандажа 14 и поступательное перемещение гибкой трубы 8 и трубной заготовки 2 в направлении В. По окончании бандажирования полимерной трубной заготовки на оба конца образованной гибкой трубы монтируют фитинги 19, необходимые для сборки гибкой трубы в трубопровод. Фитинги 19 используют для монтажа системы высокого давления, с помощью которой закачивают жидкую среду 16 в полость полимерной трубной заготовки 2. Давлением жидкой среды 16 полимерную трубную заготовку расправляют и прижимают к бандажу 14. За счет разности поперечных размеров бандажа и полимерной трубы между ними возникает натяг и упругий захват, необходимые для надежной работы гибкой трубы при транспортировке текучих сред под давлением.

В предлагаемом способе полимерную трубную заготовку не используют как опорную жесткую трубу, наоборот, используют как легкодеформируемую трубу малой жесткости. Поэтому применяют тонкостенные полимерные трубы, например, с D_н /S >=25, что приводит к снижению материалоемкости и экономии полимеров, а в итоге к снижению стоимости трубопроводов. Так снижение толщины стенки полиэтиленовой трубы до 3 мм (D_н/S=30) вместо обычно применяемой толщины 8,2 мм (D_н/S=11)в гибких трубах D_у=75 мм по ТУ 39-5013847-001-88 приводит к снижению стоимости трубопровода длиной 1 км на 859 S (при цене 0,7 S за 1 кг полиэтилена) только за счет экономии полиэтилена. Одновременно с этим сборка трубопроводов из гибких труб большой строительной длины с высокой степенью заводской готовности также приводит к снижению стоимости трубопроводов за счет меньшего количества используемых фитингов и меньших трудозатрат на монтаж.

Формула изобретения

Способ изготовления гибкой трубы, включающий введение в полость трубы предварительно деформированной полимерной трубной заготовки с последующим восстановлением ее исходной формы поперечного сечения, отличающийся тем, что трубу образуют путем навивки профильной ленты на опорной пустотелой трубе, закрепленной консольно, с одновременным введением в нее деформированной полимерной трубной заготовки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5