Способ изготовления гибких полимерметаллических высоконапорных труб

 

В способе изготовления гибких полимерметаллических высоконапорных труб трубы из полимеров армируют металлами как в осевом, так и в окружном направлениях. Далее арматуру изолируют полимерным слоем. При перезарядке арматуры изменяют скоростной и температурный режимы способа. Для непрерывности способа используют компенсационное устройство для накопления и выработки трубы при перезарядке арматуры. Способ позволяет снизить энергоемкость, увеличить производительность и снизить усталостные нагрузки. 1 ил.

Изобретение относится к области изготовления многослойных армированных труб для нефтяной и газовой промышленности.

Известен способ изготовления полимерной трубы, армированной в осевом направлении металлической арматурой, причем арматура расположена равномерно по диаметру кольца трубы, на которую впоследствии наносится металлическая арматура намоткой с определенным шагом, а затем на изделие наносится изолирующий полимерный слой. В указанном способе формование каждого слоя происходит за один технологический цикл, в конце которого продукт изделие сматывается в бухту, а последующий цикл начинается с размотки.

Известно, что для изготовления гибких полимерметаллических высоконапорных труб используются следующие устройства.

Червячный пресс с угловой головкой формует полимерную трубу с металлической арматурой, равномерно распределенной по диаметру. Полученная армированная в осевом направлении труба тянущим устройством протягивается через охлаждающие ванны и подается в намоточное устройство, где наматывается в бухту и отрезается.

Для нанесения следующего армирующего слоя полученную армированную трубу подают с отдающего устройства на обмоточную машину, которая наносит металлическую арматуру с определенным заданным шагом, полученное изделие подается на намоточное устройство и сматывается в бухту.

Завершающей операцией является нанесение полимерной изоляции. С отдающего устройства армированная труба через центратор подается в червячный пресс с угловой головкой, где осуществляется нанесение полимерного покрытия, тянущее устройство протягивает изделие через охлаждающие ванны и подает трубу на намоточное устройство.

Недостатком указанного способа является появление усталостной нагрузки при намотке трубы в бухту после каждой операции и размотки ее в отдающем устройстве перед каждой последующей операцией, что приводит к снижению качества изделия, а также большим потерям энергетических и трудовых затрат на эти операции.

Целью изобретения является снижение энергоемкости, увеличение производительности, снижение усталостных нагрузок.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе изготовления полимерной трубы, армированной в осевом направлении металлической арматуры, на которую впоследствии наносится металлическая арматура намоткой с определенным шагом, а затем на изделие наносится изолирующий полимерный слой, все операции производятся последовательно с одинаковой скоростью V₁ и в расчетном температурном режиме. При необходимости замены арматуры, наматываемой с определенным шагом, скорость получения армированной в осевом направлении трубы снижается до V₂ < V₁, соответственно изменяется температурный режим охлаждающих ванн, и труба накапливается в компенсационном устройстве. После окончания замены арматуры обмотка арматурой трубы и покрытие ее полимером производятся со скоростью V₁.

Разность скоростей производства армированной в осевом направлении трубы V₂ и скорости обмотки арматурой и покрытие ее полимером V₁, причем V₂ < V₁, позволяют выработать накопленную трубу в компенсационном устройстве, затем все операции производятся синхронно со скоростью V₁, и восстанавливается расчетный температурный режим.

Для реализации указанного способа используется следующее оборудование, состоящее из отдающего устройства, с которого арматура поступает на червячный пресс с угловой головкой, где формуется армированная в осевом направлении труба, которая протягивается тянущим устройством через охлаждающие ванны и компенсационное устройство и на которую в обмоточной машине наносится арматура с определенным шагом, затем полученная 2-слойная армированная труба через центратор поступает в червячный пресс с угловой головкой, где наносится полимерный слой, и тянущим устройством протягивается через охлаждающую ванну, а затем наматывается на бухтообразователь и отрезается заданная длина на отрезном устройстве.

Таким образом, последовательное выполнение формирования армированной в осевом направлении трубы, нанесение обмоткой с определенным шагом арматуры и покрытие ее полимерным изолирующим слоем, уменьшение скорости получения армированной в осевом направлении трубы во время замены арматуры, наматываемой с определенным шагом, и выработка накопленной (за время замены) в компенсационном устройстве, армированной в осевом направлении трубы за счет того, что обмотка трубы арматурой и покрытие ее полимером производятся со скоростью большей, чем скорость получения армированной в осевом направлении трубы.

И дальнейшее синхронное выполнение всех операций после выработки накопленной трубы позволяет снизить энергоемкость, увеличить производительность, снизить усталостные нагрузки.

На чертеже изображена линия для изготовления гибких полимерметаллических высоконапорных труб.

В осевом направлении подается металлическая арматура, распределенная равномерно по диаметру, вокруг которой формируется труба из полимерного материала, полученная армированная труба охлаждается до расчетной температуры и поступает на обмоточное устройство, где производится намотка металлической арматуры (ленты, проволоки, троса) без прерывания процесса получения армированной трубы, затем на изделие наносится изолирующий полимерный слой, после охлаждения многослойной трубы до расчетной температуры она поступает на намоточное устройство. Причем все операции производятся последовательно с одинаковой скоростью V₁. При выработке арматуры на обмоточной машине производится ее перезарядка, а скорость получения армированной в осевом направлении трубы снижается до V₂ < V₁, соответственно изменяется температурный режим охлаждающих ванн и полученная армированная в осевом направлении труба накапливается в компенсационном устройстве. После перезарядки обмоточной машины обмотка арматурой армированной в осевом направлении трубы и покрытие ее полимером осуществляются со скоростью V₁, а армированная в осевом направлении труба поступает в компенсационное устройство с прежней скоростью V₂ < V₁ до тех пор, пока накопленная в компенсационном устройстве труба не будет выработана за счет разности скоростей V₂ и V₁, затем все операции производятся синхронно со скоростью V₁ и восстанавливается расчетный температурный режим.

На чертеже изображено устройство для реализации способа изготовления гибких полимерметаллических высоконапорных труб, содержащее расположенные последовательно отдающее устройство 1, червячный пресс 2 с угловой трубной головкой 3, охлаждающие ванны 4 и 5, тянущее устройство 6, компенсационное устройство 7, обмоточную машину 8, центратор 9, червячный пресс 10 с угловой головкой 11, тянущее устройство 12, отрезное устройство 13, бухтообразователь 14.

Устройство работает следующим образом: арматура с отдающего устройства 1 поступает на червячный пресс 2 с угловой головкой 3. Арматура подается в осевом направлении и распределена равномерно по диаметру, в угловой головке 3 пресса формируется труба, которая протягивается через охлаждающие ванны 4 и 5 тянущим устройством 6 и через компенсационное устройство 7 подается на обмоточную машину 8, где производится намотка с определенным шагом арматуры на полученную армированную трубу, затем через центратор 9 полученное изделие поступает на червячный пресс 10 с угловой изолирующей головкой 11, где наносится завершающий изолирующий слой полимера, через охлаждающую ванну 5 многослойная труба протягивается тянущим устройством 12, за которым расположены отрезное устройство 13 и бухтообразователь 14.

Причем вся линия работает синхронно со скоростью V₁.

По мере выработки арматуры в обмоточной машине 8 узлы линии с 8-ой по 14 позицию останавливаются, а узлы с 1-го по 7 работают со скоростью V₂ < V₁ в течение всего времени, пока происходит замена бобин и сварка концов арматуры.

При этом произведенная труба накапливается в компенсационном устройстве. После замены обмоточной арматуры узлы линии с 8 по 14 включаются в работу в установленном скоростном режиме V₁, а узлы с 1 по 7 продолжают работать со скоростью V₂ < V₁ до тех пор, пока за счет разности скоростей V₂ и V₁ не вырабатывается базовая труба из компенсационного устройства, после чего вся линия работает синхронно со скоростью V₁.

Формула изобретения

Способ изготовления гибких полимерметаллических высоконапорных труб из полимеров, армированных металлами как в осевом, так и в окружном направлениях с последующей изоляцией арматуры полимерным слоем, отличающийся тем, что при перезарядке арматуры изменяют скоростной и температурный режимы способа, а для его непрерывности используют компенсационное устройство для накопления и выработки трубы при перезарядке арматуры.

РИСУНКИ

Рисунок 1