Устройство для нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода

 

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации трубопроводных систем и может быть использовано для ремонта и защиты внутренней поверхности трубопроводов от коррозии. Задача изобретения заключается в создании устройства, позволяющего обеспечить контролируемую подачу обрабатывающей жидкости в осевой зазор между торообразными элементами в количестве, точно соответствующем длине трубопровода, и с минимальными потерями при наличии свищей, а также надежное перемещение торообразных элементов на прямолинейных и криволинейных участках трубопровода. Устройство содержит заполненные рабочим агентом торообразные элементы, которые установлены в трубопроводе с осевым зазором и состоят из эластичной внутренней газонепроницаемой оболочки и защитной наружной тканевой покрышки. Торообразные элементы заключены между двумя упорными дисками, снабженными концентрическими системами роликов на съемных рейках, и присоединены друг к другу гибкой связью, проходящей через их полости и осевой зазор. Через передний по ходу движения устройства упорный диск пропущен сквозной штуцер. К одному его концу, имеющему запорный кран, присоединен гибкий питательный шланг, а к противоположному - питательная трубка, пропущенная через полость переднего торообразного элемента совместно с гибкой связью в едином рукаве из упругого материала. К анкерному кольцу ведущего упорного диска прикреплена гибкая стальная тяга. Техническим результатом изобретения является контролируемая подача обрабатывающей жидкости в осевой зазор в количестве, точно соответствующем длине трубопровода, и с минимальными потерями, при наличии свищей, а также надежное перемещение торообразных элементов на прямолинейных и криволинейных участках трубопровода. 5 ил.

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации трубопроводных систем и может быть использовано для ремонта и защиты внутренней поверхности трубопроводов от коррозии.

Известно устройство для нанесения жидкости на внутреннюю поверхность труб (см. авторское свидетельство 1780854, кл. В 05 С 7/08, 1992 г.), содержащее сообщающийся с системой подачи сжатого газа корпус, в котором размещены эластичные торообразные элементы, заполненные рабочим агентом и установленные с осевым зазором друг относительно друга, при этом торообразные элементы выполнены из внутренней эластичной газонепроницаемой оболочки и защитной наружной тканевой покрышки.

Известно также устройство для нанесения жидкости на внутреннюю поверхность трубопровода (см. патент 2151655, кл. В 05 С 7/08, 2000 г.), содержащее заполненные рабочим агентом торообразные элементы, установленные в трубопроводе с осевым зазором и состоящие из эластичной внутренней оболочки и защитной наружной покрышки, при этом защитная покрышка каждого элемента выполнена с поперечными бандажами, расстояние между которыми составляет (0,5-1,0)•d, а наружный диаметр покрышки в месте закрепления бандажа равен (0,75-0,90)•d, где d - внутренний диаметр трубопровода.

Недостатком известных устройств является неконтролируемость объема обрабатывающей жидкости, которая первоначально закачивается в зазор между торообразными элементами в объеме, необходимом для обработки внутренней поверхности трубопровода на всю его длину. Конечный объем обрабатывающей жидкости может привести либо к преждевременному ее исчерпанию до момента полной обработки трубопровода, либо к выбросу дорогостоящей жидкости в окружающую среду при ее избытке. Большие осложнения при ремонте трубопроводов подземной прокладки могут принести образовавшиеся в процессе эксплуатации неплотности в стенках трубопровода в виде свищей. Жидкость, находясь под относительно большим давлением, будет изливаться через свищи в затрубное пространство. Потери обрабатывающей жидкости будут тем большими, чем длиннее осевой зазор между торообразными элементами и чем медленнее они будут перемещаться относительно свища вдоль трубопровода. Другой недостаток известных устройств, обусловленный наличием свищей в стенках трубопровода, заключается в возможном срыве давления перед торообразными элементами. Торообразные элементы при этом могут застрять внутри трубопровода и не только на его криволинейных участках.

В устройстве (патент 2151655) бандажные кольцевые полости, перемещаясь вдоль тела торообразного элемента (второго по ходу движения), будут захватывать обрабатывающую жидкость и выбрасывать ее "за собой", вызывая тем самым дополнительные потери.

Задача изобретения заключается в создании устройства, позволяющего обеспечить контролируемую подачу обрабатывающей жидкости в осевой зазор между торообразными элементами в количестве, точно соответствующем длине трубопровода, и с минимальными потерями при наличии свищей, а также надежное перемещение торообразных элементов на прямолинейных и криволинейных участках трубопровода.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода, содержащем заполненные рабочим агентом торообразные элементы, установленные в трубопроводе с осевым зазором и состоящие из эластичной внутренней газонепроницаемой оболочки и защитной наружной тканевой покрышки, согласно изобретению торообразные элементы заключены между двумя упорными дисками, соединенными друг с другом гибкой связью и имеющими концентрические системы роликов на съемных рейках, а в переднем по ходу движения упорном диске встроен сквозной штуцер, один конец которого соединен с питательной трубкой, пропущенной через полость торообразного элемента совместно с гибкой связью в едином рукаве из упругого материала, а другой - с гибким питательным шлангом, кроме того, к переднему упорному диску прикреплена гибкая тяга.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства; на фиг.2 - ведущий упорный диск с концентрической системой роликов; на фиг.3 - разрез по А-А на фиг.1; на фиг.4 - начальное заполнение зазора обрабатывающей жидкостью и вытеснение воздуха; на фиг. 5 - упорный диск с концентрической системой роликов для торообразных элементов с торцами криволинейной формы.

Устройство содержит два газонаполненных торообразных элемента 1 и 2, заключенных с осевым зазором 3 между двумя упорными дисками 4, 5 и выполненных из эластичной газонепроницаемой оболочки 6 и защитной покрышки 7 (фиг.1). На каждом упорном диске: переднем по ходу движения диске 4 и заднем 5 - установлена концентрическая система роликов 8. Каждая группа роликов 8 размещается на съемных рейках 9, которые прикрепляются к упорным дискам, например, с помощью винтов 10 (фиг.1, 2). Упорные диски 4 и 5 соединены между собой гибкой связью 11, например, капроновым фалом диаметром 8-9 мм, пропущенной через осевой зазор 3 и полости торообразных элементов 1, 2 (фиг. 1, 3).

В переднем упорном диске 4 встроен сквозной штуцер 12 с краном 13, например, пробковым. К левому концу проходного штуцера 12 со стороны торообразного элемента 1 присоединена питательная трубка 14, пропущенная совместно с гибкой связью 11 в едином рукаве 15 из упругого материала (фиг.1, 3). Противоположный конец штуцера 12 присоединен к питательному шлангу 16, который, в свою очередь, присоединен к питательному баку, заполненному обрабатывающей жидкостью. В центре переднего упорного диска 4 напротив крепления гибкой связи 11 приварен кольцевой анкер 17 (фиг.1). Анкер 17 с помощью карабина 18 и гибкой стальной тяги 19, например стального троса, прикреплен, к электролебедке (питательный бак и лебедка не показаны). Упорные скобы 20 и воздушник 21 предназначены для обеспечения начального заполнения обрабатывающей жидкостью осевого зазора между торообразными элементами (фиг.4).

Торцевые поверхности торообразных элементов 1 и 2, воспринимающие давление роликов 8, могут быть плоскими (фиг.1) либо криволинейными, например округлыми (фиг. 5). Для равномерной передачи давления от роликов к торцевым поверхностям в упорных дисках 4 и 5 устанавливают соответствующие этим поверхностям съемные рейки 9, то есть плоской или криволинейной конфигурации. Кроме того, для большей универсализации устройство комплектуется набором реек не только разной конфигурации, но и разной длины. При этом одно и тоже устройство можно использовать для трубопроводов разных диаметров. Например, для обработки трубопроводов d= 300-500 мм можно использовать устройство, предназначенное для трубопровода d= 300 мм, укомплектовав его удлиненными рейками, которые устанавливаются в упорных дисках в случае применения этого устройства для обработки трубопроводов d=400 или 500 мм.

Устройство для нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода работает следующим образом.

Собирают два торообразных элемента 1 и 2 с помощью упорных дисков 4, 5 и гибкой связи 11 в единую систему. Параллельно с этим через обрабатываемый трубопровод известным способом проталкивают питательный шланг 16 и гибкую стальную тягу 19. После их выхода из трубопровода питательный шланг присоединяют к проходному штуцеру 12 при полностью открытом кране 13, а стальную тягу 19 прикрепляют карабином 18 к анкеру 17. Вталкивают в трубопровод последовательно торообразные элементы 1 и 2 с упорными дисками 4 и 5. Подпирают задний диск 5, например, с помощью скоб 20, закрепленных на фланце трубопровода (фиг.4). По верхней образующей торового элемента 2 просовывают воздушник 21. По питательному шлангу 16 и питательной трубке 14 из питательного бака под давлением подают обрабатывающую жидкость, которая, поступая в зазор 3 между торообразными элементами 1 и 2, вытесняет из него воздух через воздушник 21 (фиг.4). После вытеснения воздуха воздушник 21 вынимают, и элемент 1 под действием давления со стороны обрабатывающей жидкости перемещается до упора вправо от подпертого элемента 2 (фиг.4, пунктирные линии). При этом гибкая связь 11 в натянутом состоянии фиксирует величину осевого зазора 3, во много раз меньшую, чем в известных устройствах, где эта величина должна соответствовать объему обрабатывающей жидкости, достаточной для полной обработки поверхности трубопровода где l - длина осевого зазора 3 между торообразными элементами 1 и 2, м; δ - толщина слоя обрабатывающей жидкости, наносимого на внутреннюю поверхность трубопровода, м; L - длина трубопровода, м. Например, при δ=0,001 м; d= 0,3 м и L=100 м длина зазора согласно вышеприведенного соотношения должна быть В нашем случае не требуется такой длины. Она принимается лишь из условия прохождения криволинейных участков без соприкосновения торообразных элементов между собой, в данном случае достаточно l=0,2 м. Малая величина l позволяет сравнительно быстро проходить свищи (в приведенном примере более чем в шесть раз) и тем самым сократить потери обрабатывающей жидкости до минимума.

После создания в зазоре 3 избыточного давления на уровне р_ож, обеспечивающее постоянно натянутое состояние гибкой связи 11 и тем самым постоянство зазора 3 (фиг.1), включают лебедку с присоединенной к ней стальной тягой 19. Под действием силы тяги устройство начинает перемещаться по трубопроводу. При этом происходит обработка внутренней поверхности трубопровода жидкостью.

В случае возможного застревания устройства на криволинейных участках трубопровода имеется возможность вытянуть его путем увеличения усилия в стальной тяге до требуемой величины, а в критических ситуациях эвакуации устройства путем элементарного его выдергивания из трубопровода.

На завершающей стадии обработки трубопровода в целях предотвращения потерь обрабатывающей жидкости передний торообразный элемент 1 фиксируют в выходном сечении, например, с помощью тех же скоб 20. Сбрасывают давление в зазоре, подтягивают торообразный элемент 2 к торообразному элементу 1, возвращая обрабатывающую жидкость по питательной трубке 14 и питательному шлангу 16 в бак, и закрывают кран 13. После этого выкатывают оба торообразных элемента, разбирают устройство и очищают все элементы от обрабатывающей жидкости.

Таким образом, настоящее устройство обеспечивает контролируемую подачу обрабатывающей жидкости в осевой зазор в количестве, точно соответствующем длине трубопровода, и с минимальными потерями при наличии свищей, а также надежное перемещение торообразных элементов на прямолинейных и криволинейных участках трубопровода.

Формула изобретения

Устройство для нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода, содержащее заполненные рабочим агентом торообразные элементы, установленные в трубопроводе с осевым зазором и состоящие из эластичной внутренней газонепроницаемой оболочки и защитной наружной тканевой покрышки, отличающееся тем, что торообразные элементы заключены между двумя упорными дисками, соединенными друг с другом гибкой связью и имеющими концентрические системы роликов на съемных рейках, а в переднем по ходу движения упорном диске встроен сквозной штуцер, один конец которого соединен с питательной трубкой, пропущенной через полость торообразного элемента совместно с гибкой связью в едином рукаве из упругого материала, а другой - с гибким питательным шлангом, кроме того, к переднему упорному диску прикреплена гибкая тяга.

РИСУНКИ

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