Способ и устройство для предохранения опасных участков магистральных трубопроводов от перенапряжений

 

Изобретение используют при строительстве трубопроводов. В трубопровод встраивают предохранительную катушку со сварным контрольным стыком в средней части. Толщина стенки катушки меньше толщины стенки трубопровода. При увеличении напряжений в трубопроводе производят их регистрацию тензодатчиком на контрольном сварном стыке катушки. При достижении напряжений, равных пределу текучести, участок перекрывают с двух сторон задвижками, катушку вырезают и ставят новую большей длины. На период отключения участка трубопровода транспортируют перекачиваемый продукт через резервный участок трубопровода. Повышает надежность трубопровода. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта и может быть использовано для защиты участков, подверженных изменяющимся внешним воздействиям, от перенапряжений и, как следствие, от возникновения коррозионного растрескивания под напряжением (стресс-коррозии).

Известен способ автоматического перекрытия трубопровода при его повреждении (см. А. А. Андреев и др. "Трубопроводный транспорт нефти", М., N 3, 1996, с.11), в котором обратный клапан и задвижка устанавливаются в опасных местах меньшего диаметра, чем основной трубопровод. При повреждении участка происходит срабатывание обратного клапана и перекрывается часть участка - обратный клапан-пункт приема перекачиваемого продукта.

Недостаток - не устраняется перенапряжение трубопровода, разрыв может произойти в любом месте, утечка в случае аварии только уменьшается, но не устраняется.

Известно техническое решение (см. "Трубопроводный транспорт нефти", М., N 4, 1996, с.11), в котором критерием оценки уровня прочности трубопровода является испытание повышенным давлением. Критерием допустимости дефекта принято условие неразрушимости трубопровода при испытании (СНиП Ш-42.80) Р_исп. где σ_0,2 - предел текучести трубной стали; t - номинальная толщина; D - наружный диаметр.

Недостаток - тот же самый.

Цель изобретения - предохранение опасных участков магистральных участков от перенапряжений.

Поставленная цель достигается тем, что осуществляют врезку в опасный участок трубопровода предохранительной катушки, выполненной из трубы диаметром и длиной, равной диаметру основного трубопровода со сварным контрольным стыком посредине и толщиной меньше толщины основного трубопровода в пределах от 30 до 60% толщины основного трубопровода. Предохранительная система включает две задвижки с системой автоматического аварийного закрытия, предохранительную катушку со сварным стыком, датчики контроля напряжений на последнем, датчики передачи сигналов разрушения контрольного шва на систему AA3 и датчики передачи аварийной ситуации на диспетчерский пункт.

На чертеже приведена схема общего вида устройства.

Устройство включает основной трубопровод 1, задвижки 2, предохранительную катушку 3 со сварным стыком 4 и сильфонный компенсатор 5.

Устройство для предохранения опасных участков магистральных трубопроводов от перенапряжений работает следующим образом.

При увеличении напряжений на основном трубопроводе 1 увеличение передается на сильфонный компенсатор 5, предохранительную катушку 3 и на его контрольный стык 4, на котором устанавливаются тензометрические датчики, а также датчики механического действия, сигнал с которых передается на автомат аварийного закрытия. Изменение напряжения на контрольном стыке 4 периодически замеряется и регистрируется. Опасным напряжением на контрольном сварном стыке и предохранительной катушке является напряжение, которое превышает предел текучести трубного материала. Сильфонный компенсатор снимает начальные увеличения напряжений.

При достижении на контрольном стыке и предохранительной катушке напряжений, равных пределу текучести, предохранительный участок перекрывается с двух сторон задвижками. Вырезается предохранительная катушка, при этом на основном участке трубопровода снимается напряжение, и вваривается новая предохранительная катушка большей длины со сварным контрольным стыком, устанавливаются тензометрические и механические датчики на контрольный стык. Участок готов к работе. На период отключения основного участка включается резервный участок трубопровода.

При непредвиденном резком увеличении напряжений на основном нефтепроводе происходит разрыв сварного стыка на предохранительной трубе, что регистрируется датчиками, установленными на контрольном стыке, срабатывают системы автоматического аварийного закрытия и задвижки 2 перекрывают трубопровод. При этом напряжение на основном трубопроводе не превышает допустимых значений.

Одновременно срабатывают датчики, реагирующие на утечку продукта (датчики уровня, загазованности и т.д.), сигналы с которых после преобразователей поступают на диспетчерский пульт и извещают об аварии на предохранительной катушке.

Использование предлагаемого технического решения позволит увеличить срок службы защищаемого участка трубопровода, обеспечит практическое отсутствие загрязнения окружающей среды в случае аварии, возможность постоянного контроля за предохранительным участком и его замены в случае появления стресс-коррозии; при этом снимается напряжение в основном нефтепроводе, и возможность передачи сигнала об аварийном разрушении контрольного стыка на диспетчерский пульт и экстренное устранение аварии.

Формула изобретения

1. Способ предохранения опасных участков магистральных трубопроводов от перенапряжения, включающий контроль основного трубопровода с помощью установленных на нем датчиков, отличающийся тем, что осуществляют врезку в опасный участок трубопровода предохранительной катушки, выполненной из трубы диаметром и длиной, равной диаметру основного трубопровода со сварным контрольным стыком посредине, и толщиной меньше толщины основного трубопровода в пределах от 30 до 60% толщины основного трубопровода.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее основной трубопровод, сильфонный компенсатор и датчики, отличающееся тем, что предохранительная система включает две задвижки с системой автоматического аварийного закрытия, предохранительную катушку со сварным стыком, датчики контроля напряжений на последнем, датчики передачи сигналов разрушения контрольного шва на систему ААЗ и датчики передачи аварийной ситуации на диспетчерский пункт.

РИСУНКИ

Рисунок 1