Сейсмостойкий трубопровод

Изобретение относится к строительству, и может быть использовано при строительстве магистральных трубопроводов в сейсмических районах. Сейсмостойкий трубопровод включает трубу, бетонную базу, опорные плиты, установленные над бетонной базой с зазором, и промежуточные элементы, расположенные между бетонной базой и опорными плитами. В бетонной базе выполнены по крайней мере два углубления с металлическими чашами с круговыми лекальными бортами, обращенными вверх. Опорные плиты изогнуты в форме чаши, идентичной по форме чашам бетонной базы, и расположены бортами вниз соосно чашам бетонной базы с образованием полости, внутри которой установлены промежуточные элементы в виде шара. Трубопровод дополнительно снабжен бандажом и опорным ложем, между которыми установлен опорный амортизатор. Опорное ложе закреплено к опорным плитам с помощью вертикальных ребер жесткости. Технический результат состоит в повышении сейсмостойкости трубопровода при значительных сейсмических колебаниях, упрощении конструкции, снижении трудоемкости изготовления, повышении эксплуатационной надежности. 2 ил.

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано как при наземном, так и при подземном строительстве магистральных трубопроводов в районах, которые подвержены значительным сейсмическим воздействиям.

Известен нефтепровод, содержащий трубу, и фундамент с устройством гашения сейсмических колебаний, выполненный в виде чаши (см. патент РФ №2029824, МПК6 Е02D 27/46, F16L 51/02, опубл. 27.02.1995 г.). В данном нефтепроводе устройство гашения продольных сейсмических колебаний выполнено из двух оболочек, кольцевой и торовой, пространство между которыми заполнено упругим материалом, а для гашения поперечных колебаний в фундаменте установлены цилиндрические катки и демпферы.

Недостатками такого нефтепровода являются низкая сейсмостойкость, а также сложность изготовления и монтажа устройства гашения колебаний и, следовательно, всего трубопровода в целом. Низкая сейсмостойкость связана с особенностями конструкции устройства гашения колебаний. При сейсмических колебаниях удар воспринимается торовой и кольцевой оболочками, сжимающими затем упругий материал, который должен гасить колебания и снижать сейсмическую нагрузку. Однако упругий материал имеет определенную степень сжатия и при значительном сейсмическом воздействии не сможет оградить трубопровод от удара или даже может привести к обратному эффекту в силу своей упругости, то есть усилению колебаний за счет резонанса. Сложность изготовления и монтажа устройства гашения колебаний связана с тем, что для его закрепления к трубопроводу необходимо применение электросварки. Причем монтаж осуществляется в несколько ступеней. Сначала к трубопроводу прикрепляют половину торовой и кольцевой оболочек, затем в полости торовой и кольцевой оболочек вставляют упругопластический материал, который изготавливают и формуют на заводе химических изделий, после чего закрепляют вторые половины оболочек электросваркой, к которым приваривают следующий участок трубопровода. Все это существенно повышает стоимость прокладки трубопровода.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является сейсмостойкий нефтепровод, включающий трубу, бетонную базу, опорные плиты, установленные над бетонной базой с зазором, и промежуточные элементы, расположенные между бетонной базой и опорными плитами (см. патент РФ №2015251, МПК5 Е02D 27/35, опубл. 30.06.1994 г.). В данном нефтепроводе промежуточные элементы выполнены в виде цилиндров-катков, которые расположены под углом к оси трубопровода, а соединение между трубами выполнено в виде гармоник, которые предназначены для гашения сейсмических колебаний. Причем гармоники выполнены из полых стальных оболочек между которыми расположен упругопластичный материал.

Недостатками прототипа являются, во-первых, сложность и трудоемкость изготовления соединения-гармоники. Во-вторых, нарушение целостности трубопровода и его изоляции из-за установки гармоник в местах соединения труб через каждые 40-50 м. В-третьих, неравнопрочность трубопровода и гармоник, а также нерегулярность поперечного сечения трубопровода, которые могут привести к его деформации. В-четвертых, низкая сейсмостойкость, так как цилиндры-катки, расположенные под углом к оси нефтепровода, при сейсмических воздействиях могут прокатываться только перпендикулярно относительно своих продольных осей, то есть под углом к нефтепроводу, следовательно, при действии продольных (относительно трубопровода) и при поперечных колебаниях эффект сейсмостойкости теряется. Вместе с тем конструкцией предусматривается ступенчатое гашение сейсмических колебаний посредством цилиндров-катков, плиты и затем гофровых соединений трубопровода, что является малоэффективным при мгновенном проявлении сейсмических колебаний и их значительной величине. В-пятых, отсутствие возможности подземной прокладки такого нефтепровода в связи с низкой эффективностью сейсмической изоляции.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение сейсмостойкости трубопровода при значительных сейсмических колебаниях, упрощение конструкции, снижение трудоемкости изготовления, а также повышение эксплуатационной надежности.

Технический результат достигается тем, что сейсмостойкий трубопровод, включающий трубу, бетонную базу, опорные плиты, установленные над бетонной базой с зазором, и промежуточные элементы, расположенные между бетонной базой и опорными плитами, согласно изобретению, в бетонной базе выполнены, по крайней мере, два углубления с металлическими чашами с круговыми лекальными бортами, обращенными вверх, а опорные плиты изогнуты в форме чаши, идентичной по форме чашам бетонной базы, и расположены бортами вниз соосно чашам бетонной базы с образованием полости, внутри которой установлены промежуточные элементы в виде шара, при этом трубопровод дополнительно снабжен бандажом и опорным ложем, между которыми установлен опорный амортизатор, а опорное ложе закреплено к опорным плитам с помощью вертикальных ребер жесткости.

Данное техническое решение позволит повысить сейсмостойкость трубопровода при значительных сейсмических колебаниях, упростить конструкцию, снизить трудоемкость изготовления, а также повысить эксплуатационную надежность.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен поперечный разрез трубопровода, на фиг. 2 - продольный разрез по А-А.

Сейсмостойкий трубопровод включает трубу 1, бетонную базу 2, опорные плиты 3, установленные над бетонной базой 2 с зазором, и промежуточные элементы 4, расположенные между бетонной базой 2 и опорной плитой 3. В бетонной базе 2 выполнены, по крайней мере, два углубления с металлическими чашами 5 с круговыми лекальными бортами, обращенными вверх. Опорные плиты 3 изогнуты в форме чаши, идентичной по форме чашам 5 бетонной базы ,2 и расположены бортами вниз соосно им с образованием полости, внутри которой установлены промежуточные элементы 4 в виде шара. При этом трубопровод дополнительно снабжен бандажом 6 и опорным ложе 7, между которыми установлен опорный амортизатор 8. Опорное ложем 7 закреплено к опорным плитам 3 с помощью вертикальных ребер жесткости 9.

Сейсмостойкий трубопровод работает следующим образом.

При сейсмических колебаниях вместе с грунтом перемещается бетонная база 2 и шары 4 начинают свободно перекатываться в полости, образованной чашей 5 бетонной базы 2 и плитой 3 в поперечном, продольном или ином другом горизонтальном направлениях. За счет зазора между бетонной базой 2 и плитой 3 опорное ложе 7 вместе с бандажом 6 и трубой 1 сохраняют инерцию покоя. Таким образом, опорный узел трубы 1 за счет зазора имеет с бетонной базой 2 только точечные подвижные контакты в местах расположения шаров 4, благодаря чему труба 1 не подвергается воздействию горизонтальных сейсмических колебаний. Вместе с тем, при вертикальном сейсмическом воздействии за счет опорного амортизатора 8 происходит гашение колебаний, так как опорное ложе 7 имеет свободу вертикальных перемещений относительно бандажа 6 с трубой 1, что предохраняет трубопровод от деформации. Данный трубопровод можно прокладывать под землей, не опасаясь его разрушения при землетрясениях. Причем при прокладке в грунте между стенками траншеи и трубопроводом оставляют зазор, а над трубопроводом с зазором устанавливают укрепление для предотвращения просыпания грунта в траншею. В этом случае при сейсмических воздействиях грунт вокруг трубопровода может перемещаться без контакта с трубопроводом.

Данное техническое решение позволит по сравнению с прототипом повысить сейсмостойкость трубопровода при значительных сейсмических колебаниях, упростить конструкцию, снизить трудоемкость изготовления, а также повысить эксплуатационную надежность.

Сейсмостойкий трубопровод, включающий трубу, бетонную базу, опорные плиты, установленные над бетонной базой с зазором, и промежуточные элементы, расположенные между бетонной базой и опорными плитами, отличающийся тем, что в бетонной базе выполнены по крайней мере два углубления с металлическими чашами с круговыми лекальными бортами, обращенными вверх, а опорные плиты изогнуты в форме чаши, идентичной по форме чашам бетонной базы, и расположены бортами вниз соосно чашам бетонной базы с образованием полости, внутри которой установлены промежуточные элементы в виде шара, при этом трубопровод дополнительно снабжен бандажом и опорным ложем, между которыми установлен опорный амортизатор, а опорное ложе закреплено к опорным плитам с помощью вертикальных ребер жесткости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конструкциям опор для большегрузных трубопроводов. Технический результат изобретения заключается в снижении уровня напряжений и динамических нагрузок в трубопроводах и опорах при сдвиговых процессах.

Изобретение относится к строительству и эксплуатации магистральных трубопроводов и может быть использовано для предотвращения возникновения аварийных ситуаций в трубопроводах, вызванных карстовыми провалами.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в строительстве нефтепроводов в сейсмических регионах. .

Опора // 1791550

Изобретение относится к выполнению опоры трубопровода и позволяет снизить материалоемкость опоры и трудоемкость ее возведения. .

Изобретение относится к строительству и эксплуатации магистральных трубопроводов и может быть использовано для предотвращения возникновения аварийных ситуаций в трубопроводах, вызванных карстовыми провалами. Способ защиты трубопроводов от аварийных ситуаций, вызванных карстовыми провалами, при котором вскрывают трубопровод, по обе его стороны выполняют буронабивные сваи, укладывают под трубопровод металлический ложемент, в качестве металлического ложемента используют половину трубы большего диаметра, чем диаметр трубопровода, металлический ложемент соединяют с буронабивными сваями с помощью стального троса, которым огибают трубу, а концы троса крепят на оголовках свай при помощи натяжных муфт, регулирующих натяжение троса, засыпают трубопровод грунтом, на концах троса перед натяжными муфтами устанавливают датчики. Буронабивные сваи выполняют таким образом, чтобы верхний торец сваи и верхний торец металлической оболочки сваи находились выше поверхности земли на одном уровне, а низ металлической оболочки сваи не касался уровня поверхности земли. В верхнем торце сваи в бетоне, охваченном металлической оболочкой, образовывают торцовую выемку и направляющую, на концах троса перед направляющей устанавливают датчики, вводят в торцовую выемку натяжную муфту, тем самым защищая натяжную муфту и концы троса от военных и атмосферных воздействий. К металлической оболочке крепят на шарнире горизонтально поворачиваемую крышку, которая закрывает торцовую выемку с муфтой, усиливая защиту муфты. На горизонтально поворачиваемой крышке и на металлической оболочке укреплены электрические контакты, при нормальном положении, когда осмотр натяжной муфты невозможен, горизонтально поворачиваемая крышка лежит на металлической оболочке при поворачивании горизонтальной крышки замыкаются электрические контакты, включающие через реле сигнальное устройство, сигнализирующее о несанкционированном осмотре натяжной муфты, что позволяет своевременно принять меры. Технический результат состоит в повышении эффективности защиты натяжных муфт и концов стального троса от военных и атмосферных воздействий, обеспечении сигнализации при несанкционированном осмотре натяжной муфты и стального троса. 1 ил.

Изобретение относится к строительству и эксплуатации магистральных трубопроводов и используется при прокладке трубопровода на участках с многолетнемерзлыми грунтами. Устройство для обеспечения проектного положения подземного трубопровода при прокладке в условиях многолетнемерзлых грунтов содержит несущий элемент с тягами и хомутом. В качестве несущего элемента используют буронабивные сваи с системой термостабилизации грунта, устанавливаемые по обе стороны от трубопровода глубже ореола оттаивания. Тяги огибают трубопровод сверху и снизу, выполнены в виде двух стальных тросов с талрепом на каждом конце и крепятся к буронабивной свае с помощью закладного элемента. Петли на концах тросов фиксируются зажимами. Хомут, надеваемый на трубопровод, выполняют разъемным, его половины стыкуются с помощью двух шпилек с каждой стороны. Каждый из двух стыков имеет два отверстия, которые образуют петли для прохождения стальных тросов. Технический результат состоит в обеспечении стабильного положения участков подземного трубопровода во многолетнемерзлых грунтах. 3 ил.

Изобретение относится к строительству, и может быть использовано при строительстве магистральных трубопроводов в сейсмических районах. Сейсмостойкий трубопровод включает трубу, бетонную базу, опорные плиты, установленные над бетонной базой с зазором, и промежуточные элементы, расположенные между бетонной базой и опорными плитами. В бетонной базе выполнены по крайней мере два углубления с металлическими чашами с круговыми лекальными бортами, обращенными вверх. Опорные плиты изогнуты в форме чаши, идентичной по форме чашам бетонной базы, и расположены бортами вниз соосно чашам бетонной базы с образованием полости, внутри которой установлены промежуточные элементы в виде шара. Трубопровод дополнительно снабжен бандажом и опорным ложем, между которыми установлен опорный амортизатор. Опорное ложе закреплено к опорным плитам с помощью вертикальных ребер жесткости. Технический результат состоит в повышении сейсмостойкости трубопровода при значительных сейсмических колебаниях, упрощении конструкции, снижении трудоемкости изготовления, повышении эксплуатационной надежности. 2 ил.

Наверх