Патент на изобретение №2380605

(54) СПОСОБ ГЕРМЕТИЗАЦИИ МЕЖТРУБНОГО ПРОСТРАНСТВА ТРУБОПРОВОДОВ ТИПА “ТРУБА В ТРУБЕ”

(57) Реферат:

Изобретение относится к строительству трубопроводов. Способ предназначен для устранения температурных напряжений в трубопроводах типа «труба в трубе» в рабочем герметичном состоянии внутреннего трубопровода (при отсутствии избыточного давления в межтрубном пространстве) без установки специальных компенсаторов внутри. Способ заключается в размещении в межтрубном пространстве уплотнительных узлов, выполненных в виде плотно навитых друг к другу спиральных рукавов. Рукава выполняют из эластичного непроницаемого для воздуха материала, наматывают их с небольшим зазором по концам трубопровода типа «труба в трубе» на внутренний трубопровод в виде двух спиралей, каждая длиной не менее внутреннего диаметра трубопровода. Заводят спирали в межтрубное пространство, заполняют рукава воздухом, концы межтрубного пространства закрывают кольцевыми жестко связанными с наружным трубопроводом заглушками, обеспечивающими свободное перемещение наружного и внутреннего трубопроводов друг относительно друга при отсутствии избыточного давления в межтрубном пространстве. Технический результат изобретения – повышение надежности защиты окружающей среды. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к строительству трубопроводов, преимущественно подводных переходов, и предназначено для устранения температурных напряжений в трубопроводах типа «труба в трубе» в рабочем состоянии без установки внутри специальных компенсаторов и предотвращения попадания перекачиваемых по внутреннему трубопроводу жидких углеводородов в окружающую среду в случае нарушения герметичности внутреннего трубопровода.

Известно сооружение трубопроводов типа «труба в трубе», при котором межтрубное пространство герметизируют путем заполнения спиральных, неплотно навитых навстречу друг к другу по всей длине внутреннего трубопровода рукавов затвердевающим цементным раствором. Температурные напряжения во внутреннем трубопроводе гасят путем устройства специальных компенсаторов в виде спирально навитых навстречу друг к другу замкнутых металлических полостей (А.С. СССР 1460512, кл. F16L 1/04, 1989).

Недостатком герметизации межтрубного пространства в этом случае является обязательная установка компенсаторов температурных напряжений внутри трубопровода типа «труба в трубе», что существенно усложняет и удорожает всю известную конструкцию трубопровода типа «труба в трубе».

Ближайшим по существу техническим решением является герметизация полости трубопроводов, при которой уплотнители выполняют в виде плотно навитых по спирали рукавов, заполняют рукава несжимаемыми наполнителями (патент РФ, 2025634, Кл. F16L 55/12, 1994).

В этом случае не обеспечивается полная герметизация пространства при достаточно большом избыточном давлении перед уплотнителем. Такое давление может быть перед рукавным уплотнителем, если его установить в межтрубном пространстве. При повреждении (нарушении герметичности) внутреннего трубопровода системы «труба в трубе» загрязняющая жидкость может просочиться по спиральным зазорам между плотно навитыми недеформируемыми под давлением круглыми в поперечном сечении рукавами с несжимаемым наполнителем и попасть в окружающую среду. Такая герметизация полости трубопровода имеет ограниченную область применения и может быть использована только при давлении перед рукавным уплотнителем близком к атмосферному, т.е. только при проведении ремонтных работ по устранению (вырезке) поврежденных участков обычных (не «труба в трубе») трубопроводов.

Цель изобретения – надежная защита окружающей среды от разливов жидких углеводородов при нарушении герметичности внутреннего трубопровода системы «труба в трубе» и обеспечение компенсации температурных напряжений во внутреннем трубопроводе в рабочем состоянии (без нарушения его герметичности) за счет свободного осевого перемещения внутреннего трубопровода относительно наружного в исправном состоянии системы «труба в трубе».

Надежная защита окружающей среды достигается за счет того, что герметизацию межтрубного пространства выполняют путем установки в межтрубное пространство плотно навитых в виде спирали рукавов из эластичного непроницаемого для воздуха материала, которые заполняют сжимаемым наполнителем (воздухом). При нарушении герметичности внутреннего трубопровода избыточное давление в межтрубном пространстве повышается, сдавливает и плотно прижимает спирально навитые рукава с воздухом к стенкам наружного и внутреннего трубопроводов, обеспечивая, таким образом, полную герметичность межтрубного пространства.

Обеспечение компенсации температурных напряжений внутреннего трубопровода в рабочем состоянии (при отсутствии избыточного давления в межтрубном пространстве) достигается за счет того, что воздух в спирально навитые рукава подают под низким давлением, близким к атмосферному, при котором практически отсутствуют силы трения между рукавами и стенками внутреннего трубопровода, препятствующие относительному продольному перемещению наружного и внутреннего трубопроводов в исправном состоянии.

Способ реализуется следующим образом. Рукава выполняют из эластичного непроницаемого для воздуха материала, наматывают их с небольшим зазором по концам трубопровода «труба в трубе» на внутренний трубопровод в виде двух спиралей каждая длиной не менее внутреннего диаметра трубопровода, заводят спирали в межтрубное пространство, заполняют рукава воздухом, концы межтрубного пространства закрывают кольцевыми жестко связанными с наружным трубопроводом заглушкам, обеспечивающими свободное перемещение наружного и внутреннего трубопроводов друг относительно друга при отсутствии избыточного давления в межтрубном пространстве. Для исключения температурных напряжений в трубопроводе типа «труба в трубе» непроницаемые рукава, намотанные в виде плотной спирали на внутренний трубопровод, заполняют воздухом при давлении, обеспечивающем свободное перемещение трубопроводов друг относительно друга при отсутствии избыточного давления в межтрубном пространстве.

Для исключения самопроизвольного разматывания спиралей при заведении их в межтрубное пространство концы спиралей соединяют гибкой связью или ограничивают их концы кольцевыми втулками.

Формула изобретения

1. Способ герметизации межтрубного пространства трубопроводов типа «труба в трубе», включающий размещение в трубопроводах уплотнительных узлов, выполненных в виде плотно навитых друг к другу спиральных рукавов с наполнителями, отличающийся тем, что рукава выполняют из эластичного непроницаемого для воздуха материала, наматывают их с небольшим зазором по концам трубопровода типа «труба в трубе» на внутренний трубопровод в виде двух спиралей каждая длиной не менее внутреннего диаметра трубопровода, заводят спирали в межтрубное пространство, заполняют рукава воздухом, концы межтрубного пространства закрывают кольцевыми жестко связанными с наружным трубопроводом заглушками, обеспечивающими свободное перемещение наружного и внутреннего трубопроводов относительно друг друга при отсутствии избыточного давления в межтрубном пространстве.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для исключения температурных напряжений в трубопроводе типа «труба в трубе» непроницаемые рукава, намотанные в виде плотных спиралей на внутренний трубопровод, заполняют воздухом при давлении, обеспечивающем свободное перемещение трубопроводов относительно друг друга при отсутствии избыточного давления в межтрубном пространстве.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для исключения самопроизвольного разматывания спиралей при заведении их в межтрубное пространство концы спиралей соединяют гибкой связью или ограничивают их концы кольцевыми втулками.