Применение герметизирующего устройства при ремонте магистральных трубопроводов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Цель работы

Приобретение практических навыков в выборе технологии применения герметизирующего устройства, изучении конструкций и способов их установки.

Условия задания, соответствующие варианту, представлены в таблице 1.

Таблица 1. Условия задания

Ход работы

1. Ознакомление с технологиями ведения работ с применением герметизирующих устройств при ремонте магистральных трубопроводов.

Основные работы, выполняемые на действующих нефтегазопроводах при их ремонте, заключаются в замене поврежденных участков труб или другого установленного на трубопроводе оборудования, изоляции трубопроводов, испытании на прочность и т.д. В состав устройств для ремонта нефтегазопроводов входят герметизирующие устройства. Герметизаторы предназначены для временного перекрытия внутренней полости нефтепровода, опорожненного от нефти, с целью предотвращения выхода горючих газов, нефти и ее паров.

После освобождения магистрального трубопровода от нефти/нефтепродукта и вырезки катушки внутренняя полость магистрального трубопровода должна быть загерметизирована.

Герметизаторы обеспечивают безопасность проведения ремонтно-восстановительных работ:

- при установке герметизаторов во внутреннюю полость нефтепровода через открытые концы трубы после по вырезки дефектного участка нефтепровода («катушки», задвижки или соединительной деталей) или после их демонтажа при наличии фланцевых соединений;

- на протяжении цикла герметизации внутренней полости нефтепровода,

- при контроле величины давления сжатого воздуха внутри резинокордной оболочки и давления (вакуума) в отсеченном участке нефтепровода;

- при разгерметизации внутренней полости нефтепровода во время сброса избыточного давления и переходе резинокордной оболочки в исходное состояние;

- в процессе извлечения герметизатора через открытый конец трубы в случае обнаружения негерметичности его составных частей или перед монтажом задвижки (соединительной детали) с фланцевым соединением;

- при углах наклона нефтепровода до 90 градусов включительно.

Установка герметизаторов в полости нефтепровода производится с открытого торца трубопровода (рис. 1.).

Рис. 1. Схема отбора проб при монтаже и сварке «катушки»

Для гарантийного определения местоположения герметизаторов при движении их по нефтепроводу после завершения ремонтных работ и заполнения нефтепровода нефтью каждый герметизатор должен быть оснащён трансмиттером. Расход нефти должен обеспечить скорость движения герметизатора по нефтепроводу.

Герметизаторы следует устанавливать при отсутствии избыточного давления и притока нефти в трубопроводе. Перед этим ремонтный котлован необходимо зачистить от остатков нефти, а места загрязнений засыпать свежим грунтом.

Перед установкой герметизаторов внутренняя поверхность трубопровода должна быть очищена от парафиновых отложений и грязи на длину не менее 2D + 1 метр, где D - диаметр трубопровода, м.

2. Описание нескольких герметизирующих устройств.

Магнитные герметизирующие устройства (МГУ) предназначены для кратковременной герметизации и оперативного устранения аварийных течей (пробоин) в угловых стыках, в сварных швах и на гладких поверхностях цистерн, труб, резервуаров, и др., больших диаметров (400 мм и более) находящихся под давлением до 50 атм. Благодаря сильному магнитному полю обеспечивается надежное крепление герметизирующего материала в зоне повреждения, что позволяет обеспечить выполнение ремонтных работ и функционирование коммуникаций во время их проведения.

Крепление МГУ к аварийной емкости производится посредством одного или двух магнитных блоков. В комплект поставки входят несколько типов насадок. Магнитные герметизирующие устройства по сравнению с традиционными хомутами, муфтами и т.п. имеют следующие преимущества:

- быстродействие (ликвидация течи занимает время от нескольких секунд до нескольких минут);

- возможность использования в труднодоступных местах (в угловых стыках, на изгибах, в районе фланцевых соединений, на емкостях большого диаметра);

- имеют сравнительно небольшую массу (несколько кг) и малые габариты;

- устанавливаются одним, максимум двумя рабочими;

- диапазон рабочих температур от -50є до +120є;

- срок службы изделия не менее 10 лет.

В комплект поставки входят насадки различных размеров и форм (рис.2. и рис. 3.).

Рис. 2. Магнитные герметизирующие устройства - 1.

Рис. 2. Магнитные герметизирующие устройства - 2.

Герметизатор резинокордный ГРК предназначен для временного перекрытия внутренней полости трубопровода, опорожненного от нефти/нефтепродукта, с целью предотвращения выхода горючих газов, нефти/нефтепродукта и паров при ремонтно-восстановительных работах, выполняемых методом вырезки катушки или участка трубопровода, на линейной части МТ.

Загрузка герметизатора ГРК осуществляется через открытые концы трубы, образовавшиеся после вырезки катушки или дефектного участка.

После установки герметизатора ГРК во внутреннюю полость трубопровода в резинокордную оболочку подается воздух или инертный газ, происходит увеличение диаметра оболочки, тем самым полость трубопровода герметизируется.

Герметизатор ГРК после окончания ремонтных работ транспортируется в потоке перекачиваемой нефти/нефтепродукта и извлекается через камеру приема СОД.

Рис.3. Герметизатор ГРК

1-оболочка резинокордная;2-слой огнеупорной резины;3-слой корда;4- слой покровной резины;5-пневмопровод;6- переходник с гайкой;7-вентиль;8-туцер; 9-рым-болт;10-вентиль;11-заглушка;12-хвостовик сцепного устройства; 13-винт;14-кольца уплотнительные;15-штуцер угловой

Герметизаторы «ФУГУ» предназначены для временного перекрытия внутренней полости трубопровода, освобожденного от нефти/нефтепродукта, с целью предотвращения выхода горючих газов, нефти, нефтепродуктов и их паров при плановых и внеплановых (в т. ч. аварийно-восстановительных) работ, выполняемых методом замены катушки на линейной части магистрального трубопровода.

Установку герметизаторов «ФУГУ» осуществляют через открытые концы трубопровода после вырезки катушки.

Подготовка участка нефтепровода к герметизации внутренней полости при помощи герметизатора «ФУГУ». Установка герметизаторов в нефтепровод проводится после комплекса подготовительных и вспомогательных работ по обустройству ремонтного котлована, откачки нефти, вырезки дефектного участка трубопровода. После вырезки дефектного участка, с применением энергии взрыва, кромки трубопровода должны быть подготовлены для установки герметизаторов, деформированные торцы должны быть обрезаны.

1) Измерить расстояние между двумя торцами нефтепровода - расстояние должно быть не менее 1,5 диаметра нефтепровода.

2) На расстоянии 2 диаметров нефтепровода плюс 1м от торца свободного конца нефтепровода зачистить внутреннюю поверхность трубы.

3) Проверить отсутствие выступающих во внутреннюю поверхность трубы деталей (чопиков и т.д.), способных нанести повреждение герметизирующей оболочке.

4) Готовность места установки герметизатора оформить актом.

Устройство «ФУГУ» в сборе должно состоять из следующих элементов:

1) корпус с центрирующими опорами;

2) сменная одноразовая герметизирующая оболочка с сердечником;

3) передний и задний бамперы;

4) технологическая тара;

5) рукав высокого давления;

6) крепежные детали;

7) комплект ЗИП и транспортная тара.

Устройства «ФУГУ» изготавливается для нефтепроводов следующих номинальных диаметров: DN 400; DN 500; DN 700; DN 800; DN 1000; DN 1050; DN 1200, должны изготавливаться в климатическом исполнении УХЛ1 по ГОСТ 15150, температура эксплуатации от минус 40 до 50 °С.

Рис. 4. Основные параметры и характеристики устройства «ФУГУ»

Заключение

В ходе выполнения данной лабораторной работы было осуществлено ознакомление с основными конструктивными элементами герметизаторов и способов их установки в полость трубопровода.

При проведении ремонтных работ по замене участка для герметизации полости нефтепровода с D=520мм было выбрано следующее оборудование: со стороны притока нефти герметизатор «ФУГУ-500» и с противоположной стороны - ПЗУ - 3 для диаметра 300-600 мм по одному устройству.

Патенты

ПАТЕНТ №2627994

Изобретение относится к устройствам для герметизации полости трубопровода при проведении ремонтных работ на магистральном нефтепроводе. Герметизатор нефтепровода состоит из односекционного цилиндрического металлического корпуса и удлиненной цилиндрической резинокордной оболочки, снабженной по оси на торцевых стенках по одному штуцеру для подачи воздуха в оболочку. На одной из торцевых стенок оболочки расположены крепежные шпильки, при этом оболочка закреплена на торцевой стенке односекционного цилиндрического металлического корпуса при помощи одного штуцера и крепежных шпилек. На наружной цилиндрической стенке корпуса закреплены центрирующие эластичные элементы.

Устройство позволяет упростить крепление резинокордной оболочки на односекционный цилиндрический металлический корпус, повысить производительность ремонтных работ на нефтепроводе, за счет удлиненной цилиндрической резинокордной оболочки снизить рабочее давление воздуха или инертного газа внутри оболочки и, следовательно, повысить безопасность производимых на нефтепроводе работ.

Герметизатор нефтепровода 1 (рис. 5.) состоит из односекционного цилиндрического металлического корпуса 2, центрирующих эластичных элементов 3, закрепленных на наружной поверхности односекционного цилиндрического металлического корпуса 2, удлиненной цилиндрической резинокордной оболочки 4, закрепленной на торцевой стенке односекционного цилиндрического металлического корпуса 2 и снабженной с двух сторон по оси штуцерами 5 и 6 (на торцевых стенках по одному штуцеру), имеющими наружную и внутреннюю резьбу, крепежных шпилек 7, гаек 8 и 9. Крепежные шпильки 7 расположены только на одной из торцевых стенок удлиненной цилиндрической резинокордной оболочки 4 до участков сопряжений с цилиндрической поверхностью удлиненной цилиндрической резинокордной оболочки 4. Удлиненная цилиндрическая резинокордная оболочка 4 закреплена к торцевой стенке односекционного цилиндрического металлического корпуса 2 при помощи имеющего наружную резьбу штуцера 6 и гайки 9, крепежных шпилек 7 и гаек 8. Имеющий наружную резьбу штуцер 5 служит для транспортировки герметизатора 1 в трубопроводе 11, кроме того, штуцеры 5 и 6 имеют внутреннюю резьбу для подачи воздуха (инертного газа) во внутрь удлиненной цилиндрической резинокордной оболочки 4.

Рис. 5. Герметизатор нефтепровода

Монтаж заявляемого герметизатора нефтепровода 1 в трубопроводе 11 возможно осуществить двумя вариантами в зависимости от производственной необходимости благодаря компактному односекционному цилиндрическому металлическому корпусу 2 и упрощению крепления удлиненной цилиндрической резинокордной оболочки 4 к односекционному цилиндрическому металлическому корпусу 2, что снижает трудоемкость при сборке и монтаже заявляемого герметизатора нефтепровода 1.

По первому варианту односекционный цилиндрический металлический корпус 2 герметизатора нефтепровода 1 (фиг. 2) устанавливают навстречу потоку рабочей среды 13, к штуцеру 5 герметизатора нефтепровода 1 с удлиненной цилиндрической резинокордной оболочкой 4, закрепленной на торцевой стенке односекционного цилиндрического металлического корпуса 2, присоединяют рукав низкого давления 10 со штуцером 12, а штуцер 6 заглушают, затем герметизатор нефтепровода 1 загружают в трубопровод 11 (исходное положение). Штуцер 12 (фиг. 3), закрепленный на рукаве низкого давления 10, закрепляют на имеющем отверстие трубопроводе 11.

Рис. 6. Монтаж герметизатора

По второму варианту удлиненную цилиндрическую резинокордную оболочку 4 (фиг. 4) устанавливают навстречу потоку рабочей среды, рукав низкого давления 10 со штуцером 12 присоединяют к штуцеру 6, расположенному внутри односекционного металлического корпуса 2, а штуцер 5 заглушают, затем герметизатор нефтепровода 1 загружают в трубопровод 11 (фиг. 5) (исходное положение). Штуцер 12 (фиг. 5), закрепленный на рукаве низкого давления 10, закрепляют на имеющем отверстие трубопроводе 11.

Рис. 7. Монтаж герметизатора

Заявляемый герметизатор нефтепровода 1 работает следующим образом. В удлиненную цилиндрическую резинокордную оболочку 4 через штуцер 12 (фиг. 3, фиг. 5) подают под рабочим давлением воздух (инертный газ), при этом удлиненная цилиндрическая резинокордная оболочка 4 раздувается и герметично перекрывает трубопровод 11, надежно изолируя рабочую среду 13.

За счет увеличения площади контакта удлиненной цилиндрической резинокордной оболочки 4 с внутренней поверхностью трубопровода 11 снижается величина рабочего давления воздуха (инертного газа) внутри удлиненной цилиндрической резинокордной оболочки 4, и тем самым повышается безопасность проведения ремонтных работ на нефтепроводе.

После проведения ремонтных работ на нефтепроводе воздух (инертный газ) из удлиненной цилиндрической резинокордной оболочки 4 (фиг. 3, фиг. 5) стравливается, штуцер 12 отсоединяют от трубопровода 11, герметизатор нефтепровода 1 переводится в исходное положение (фиг. 2, фиг. 4) и транспортируется рабочей средой 13 до камеры приема по трубопроводу 11. Удлиненная цилиндрическая резинокордная оболочка 4 за счет эластичности обеспечивает продвижение герметизатора нефтепровода 1 на уклонах и изгибах трубопровода 11.

Заявленный герметизатор нефтепровода 1, имеющий упрощенную конструкцию за счет компактного односекционного цилиндрического металлического корпуса 2, повышает безопасность проводимых на нефтепроводе ремонтных работ за счет удлиненной цилиндрической резинокордной оболочки 4, обеспечивающей надежную герметизацию трубопровода 11 при пониженном рабочем давлении воздуха (инертного газа) внутри удлиненной цилиндрической резинокордной оболочки 4, снижает трудоемкость на сборку и монтаж герметизатора 1 за счет крепления цилиндрической резинокордной оболочки 4 к торцевой стенке односекционного цилиндрического металлического корпуса 2 при помощи штуцера 6 и крепежных шпилек 7.

ПАТЕНТ №2315224

Изобретение относится к области энергетики, конкретнее к герметизаторам полости магистрального трубопровода.

Оно может быть использовано для тампонирования магистральных нефте-, газо- и технологических трубопроводов при ремонтных работах для устранения аварий с исключением микротечи продукта, транспортируемого по магистральному трубопроводу.

Целью заявляемого изобретения является снижение жесткости всей конструкции с повышением адаптивности и управляемости герметизатора в зависимости от параметров и внутренних условий трубопровода с реализацией поблочного принципа ремонта при повышении качества герметизации за счет изменения геометрии блока уплотнения.

Поставленная цель достигается в герметизаторе полости магистрального трубопровода, имеющем корпус, блок уплотнения - герметизирующую оболочку с блоком подачи сжатого воздуха (инертного газа) от внешнего источника рабочего давления и блок управления герметизацией и разгерметизацией для перевода всего устройства в транспортное положение для ввода в требуемое место магистрального трубопровода, или вывода из него.

Причем, в герметизаторе полости магистрального трубопровода блок уплотнения выполняют в виде тороидальной армированной оболочки с внутренней нерастяжимой кордовой оплеткой, а корпус герметизатора делают разрезным из нескольких жестких и специализированных по своему функциональному назначению цилиндрических секций, которые соединяют между собой с помощью эластичных вставок.

Существенным отличием от известных герметизаторов полости трубопровода для проведения ремонтных работ является то, что ни в одном из известных герметизаторов, например, типа ПЗУ - пневматическое запирающее устройство, «Кайман» не достигается повышенной степени герметизации за счет тороидальной армированной оболочки с внутренней нерастяжимой кордовой оплеткой и адаптивности всей конструкции к различным внутренним условиям полости трубопровода путем разрезного корпуса, состоящего из нескольких функционально специализированных по своему назначению секций, соединенных между собой эластичными вставками, что кроме адаптивности позволяет также резко повысить поблочную ремонтопригодность заявляемого герметизатора полости магистрального трубопровода.

Рис. 8. Герметизатор

На рис. 8. изображено поблочное исполнение герметизатора в виде разрезной из нескольких блоков конструкции с эластичными соединительными вставками. Причем, блоки функционально специализированы: один блок содержит герметизирующую тороидальную оболочку, а другой - управляющий блок торможения и разгерметизации.

Тороидальная оболочка с внутренним несжимаемым кордовым покрытием позволяет создавать давление, вдвое превышающее максимальное давление в трубопроводе. Под этим давлением тороидальная оболочка на длине контакта более надежно, по сравнению с прототипом, прижата к тонкому слою отложений, сцепленных с внутренней стенкой трубопровода. Так как герметизирующая оболочка под действием перепада давления, возникающего в момент герметизации, в радиальном сечении принимает форму неравнобокой трапеции, наклоненную в сторону меньшего давления, то чем больше перепад давлений, тем больше наклон трапеции и больше степень герметизации. В предельном случае форма трапеции стремится приблизиться к треугольнику, основание которого прикреплено к наружной стенке жесткого корпуса герметизатора, а вершина контактирует со стенкой трубопровода. герметизирующее устройство ремонт трубопровод

На рис. 8. видно, что исполнение герметизатора в виде секций с эластичными соединительными вставками позволяет повысить адаптивность всего герметизатора к условиям внутри трубопровода как по его изменяющимся геометрическим параметрам (уклоны, изгибы и т.п.), так и по степени отложений твердых фракций на внутренних стенках трубопровода с предоставлением возможности избирательного посекционного ремонта того или иного функционального блока, а не всего устройства, как в прототипе.

Список использованной литературы

1. РД-23.040.00-КТН-064-18 «Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. Вырезка и врезка катушек, соединительных деталей, запорной и регулирующей арматуры. Подключение участков магистрального трубопровода».

2. РД 75.180.00-КТН-159-13 «Вырезка и врезка «катушек», соединительных деталей, заглушек, запорной и регулирующей арматуры».

3. https://patentdb.ru/patent/2627994 Патент №2627994

4. https://patentdb.ru/patent/2315224 ПАТЕНТ №2315224

5. ОТТ-23.040.00-КТН-191-12 (с изм. 1) «Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ТРУБОПРОВОДОВ И ПАТРУБКОВ Общие технические требования», ПАО «Транснефть» - 100с.

Размещено на Allbest.ru