способ ремонта участка трубопровода, деформированного изгибом

Формула изобретения

Способ ремонта участка трубопровода, деформированного изгибом, путем вскрытия траншеи на длину участка локальной потери устойчивости и восстановления несущей способности трубопровода, снижения напряжений на дефектном участке, отличающийся тем, что восстановление несущей способности, снижение напряжений на дефектном участке до минимума, предотвращение дальнейшего разрушения трубопровода даже не в зоне ранее поврежденного участка при повторном возникновении осевых усилий осуществляют путем вырезки поврежденного участка, протягивания в деформированный участок трубопровода гибкого металлического трубопровода, присоединения гибкого металлического трубопровода к обоим концам ремонтированного трубопровода с установкой защитного кожуха.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области ремонта и эксплуатации трубопроводов и касается методов снижения напряжений деформированных участков трубопровода в зоне локальной потери устойчивости стенки трубы, возникшей в результате изгиба трубопровода, например, в период его укладки и засыпки, а также в период его эксплуатации (пучность, сейсмика, оползни и т.п.).

Известен способ ремонта трубопровода, деформированного изгибом, путем вскрытия траншеи на длину пролета выпучивания и за его пределами, поднятии газопровода на границах выпученного участка на высоту, равную (0,1-0,3) высоты выпученной арки, фиксации его в этих точках скользящими опорами и заполнении песчаной подушкой пространства между газопроводом и дном траншеи перед засыпкой (А.с. СССР № 1373957, кл. F16L 1/028, 1988).

Недостатком данного способа является большой объем земляных работ на длине свыше 100 м, а также существующая опасность повреждения стенок трубы рабочими органами землеройной техники.

Известен также способ ремонта трубопровода, деформированного изгибом (Патент № 2076988, опубликованный 1997), взятый за прототип, путем последующего вскрытия траншей и восстановления несущей способности трубопровода, снижений напряжений на дефектном участке, отличающийся тем, что восстановление несущей способности осуществляют непосредственно на участке локальной потери устойчивости стенки трубы в сжатой зоне изгиба, преимущественно с кольцевым сварным швом, при этом траншею вскрывают на длину участка локальной потери устойчивости, с обеих сторон которого неподвижно устанавливают два бандажа, к одному из которых приваривают концы металлических тел с последующим нагревом, причем температуру нагрева тяг определяют в зависимости от задаваемой величины снижения напряжений, после чего приваривают свободные концы тяг в нагретом состоянии к другому бандажу, при этом тяги располагают в зоне продольного растяжения стенок трубы.

Недостатками данного способа являются:

1. Высокая трудоемкость (необходимость установки бандажей и тяг).

2. Сложность работ (необходимость определения величины снижения напряжений, температуры нагрева тяг, практическая невозможность равномерного нагрева тяг, тем более в полевых условиях).

3. Низкая надежность ремонтных работ, т.к. тяги имеют меньшую суммарную площадь сечения по сравнению с площадью сечения верхней части деформированного участка трубопровода, и тогда, при повторном воздействии осевых сил, в первую очередь тяги будут подвержены воздействию этих сил и не всегда могут предотвратить влияние больших осевых усилий, например, возникающих при повышении температуры стенки трубопровода.

4. Установка тяг в одном месте не предотвращает возможность деформации трубопровода в другом месте при воздействии осевых сил. Это особенно возможно при прохождении трассы трубопровода по пересеченной местности, т.е. при наличии на трассе глубоких оврагов, речных преград, что приводит к большому перепаду температур на участках с преградами и без них. Это можно рассмотреть на примере границ подводного перехода через довольно полноводную непромерзающую до дна в зимний период реку Западной Сибири. Летом температура дна реки и грунта суши, где проложен трубопровод, отличаются на 10-15 градусов Цельсия. Зимой перепад температур достигает 30°C, что существенно выше летнего перепада, что приводит к длительным температурным напряжениям стенки трубопровода и способствует его выпучиванию.

Задача решается ремонтом участка трубопровода, деформированного изгибом, путем вскрытия траншеи на длину участка локальной потери устойчивости и восстановления несущей способности трубопровода, снижения напряжений на дефектном участке, отличающимся тем, что восстановление несущей способности, снижение напряжений на дефектном участке до минимума, предотвращение дальнейшего разрушения трубопровода даже не в зоне ранее поврежденного участка при повторном возникновении осевых усилий, осуществляют путем вырезки поврежденного участка, протягивания в деформированный участок трубопровода гибкого металлического трубопровода, присоединение гибкого металлического трубопровода к обоим концам ремонтируемого трубопровода, установки защитного кожуха.

Схема осуществления изобретения приведена на фиг.1.

Принцип ремонта участка трубопровода, деформированного изгибом, состоит в следующем.

С помощью дефектоскопии обнаруживают дефектные участки с гофрами, вскрывают траншею 1 в месте изгибов, которые значительно влияют на надежность трубопровода. Их вырезают и вваривают гибкий металлический трубопровод (ГМТ) 2, представляющий собой сваренные между собой гофрированные металлические рукава, покрытые проволочной металлической оплеткой, предварительно надев на один из концов ремонтируемого трубопровода кожух 3 и теплоизолятор 4.

Сверху ГТМ обматывают огнестойким материалом, например асбестовой тканью для предотвращения прожога оплетки. При окончании врезки ГТМ кожух надвигается на ГМТ и закрепляется одним концом к трубопроводу. Второй конец герметизируется промасленной паклей, наверх выводится контрольная трубка. После установки кожуха его покрывают антикоррозионным покрытием и траншею засыпают. Если деформированный участок протяженный, то вскрывают участок не целиком, а только с двух сторон, производят протягивание ГМТ в деформированный участок с последующим повторением процедуры, описанной выше.

Из-за большой гибкости ГМТ и в связи с тем, что внутренний диаметр деформированного участка трубопровода больше наружного диаметра протягиваемого гибкого металлического трубопровода и учитывая, что ГМТ вварен без натяга (с некоторым допуском длины), то, при повышении температуры стенки трубопровода (в летний период), происходит изгиб ГМТ в кожухе, а при понижении температуры (в зимнее время года), происходит выборка допуска, тем самым ГМТ выполняет роль компенсатора. Применение ГМТ в качестве компенсатора позволяет устранить напряжения, возникающие в трубопроводе даже не в месте предыдущей деформации и тем самым предотвратить деформацию трубы в другом месте, т.е. повысить надежность трубопровода.

Использование изобретения позволит снизить трудоемкость, сложность работ и повысить надежность трубопровода.