Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОНТАЖА СБОРНО-РАЗБОРНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Изобретение относится к устройствам для разборки изделий из труб с раструбным соединением и может быть использовано для демонтажа раструбного соединения со стальным запорным кольцом полевых магистральных сборно-разборных трубопроводов.

Полевые магистральные сборно-разборные трубопроводы, используемые для перекачки нефтепродуктов на большие расстояния, состоят из труб длиной 6 м. На одном торце трубы имеется раструб, а на другом торце - манжета. Конструкция раструбного соединения не только надежна в эксплуатации, но и исключает расстыковку соединения посторонними лицами без использования специальных устройств. В процессе перекачки нефтепродуктов по трубопроводу имеют место как эксплуатационные, так и диверсионные повреждения отдельных труб и целых участков. В этих случаях поврежденные трубы необходимо заменить на исправные, а для этого необходимо рассоединить раструбное соединение труб с помощью специального устройства. Рассоединение труб производится также при смене направления подачи нефтепродукта.

Перед авторами стояла задача создать надежное и удобное в использовании устройство, с помощью которого можно было бы с минимальным усилием рассоединить раструбное соединение.

При анализе патентной информации были выявлены устройства, которые частично решают поставленную задачу.

Известна втулка разъемная для демонтажа быстроразъемных раструбных соединений трубопроводов, содержащая два шарнирно соединенных полукольца с окнами, в каждом из которых с возможностью поворота закреплен кулачок, связанный шарнирно выступом со скобой, и разжимные приспособления, установленные с возможностью взаимодействия с пружинными стопорным кольцом. Разжимное приспособление выполнено в виде ступенчатых зубчатых пластин. На внутренней поверхности полуколец втулки выполнены продольные пазы, в каждом из которых расположена зубчатая пластина с возможностью перемещения вдоль оси трубопровода (а.с. СССР №1369430 A1, кл. F16L 37/08 от 18.03.1986 г.).

Недостатками указанного устройства являются:

- для разборки раструбного соединения с помощью указанной втулки дополнительно требуется монтажный ключ с передним и задним захватами;

- большая трудоемкость разборки раструбного соединения, т.к. первоначально на раструбное соединение необходимо установить втулку, а затем установить на нее монтажный ключ, что требует дополнительного времени;

- затруднена и требует больших усилий расстыковка раструбного соединения при несоосном расположении труб и при загрязнении стыков труб;

- разжимные приспособления, имеющие форму ступенчатых зубчатых пластин, закрепленных в пазах полуколец втулки с помощью винтов, ненадежны в эксплуатации;

- недостаточное количество ступенчатых зубчатых пластин, что приводит к изменению формы стального запорного кольца при его разжатии и, следовательно, затруднении или невозможности рассоединения труб.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и взятым за прототип является устройство для сборки раструбных трубопроводов, содержащее корпус, размещенные на нем гидронасос и два захвата труб, на одном из которых жестко закреплены гидроцилиндры. Устройство снабжено электрической системой сигнализации окончания сборки, чувствительные элементы которой размещены на другом захвате (а.с. СССР №1284309 A, кл. F16L 37/08 от 21.09.1984 г.).

Недостатком указанного устройства является невозможность разборки данным устройством раструбного соединения.

Технический результат изобретения - сокращение времени и трудозатрат на демонтаж раструбных соединений трубопроводов.

Этот технический результат достигается тем, что устройство для демонтажа сборно-разборных трубопроводов, на одном торце каждого линейного элемента которого имеется манжета с наружными кольцевыми выступами, а на другом торце - раструб с внешней кольцевой проточкой и внутренней кольцевой проточкой для размещения микропористой прокладки и стального запорного кольца, содержащее корпус с наружными ребрами жесткости, на котором размещены полая стойка с гидронасосом и два захвата, на одном из которых жестко закреплены гидроцилиндры, согласно изобретению устройство дополнительно содержит золотник реверсирования поршней гидроцилиндров и размещенную внутри выполненного в виде двух шарнирно соединенных дугообразных секций корпуса жестко связанную со штоками гидроцилиндров разжимную втулку, которая выполнена в виде двух шарнирно соединенных кольцевых секторов с углом обхвата манжеты каждым сектором не менее 160°, один торец каждого сектора разжимной втулки имеет ступенчатую форму с клиновидными выступами для захода под стальное запорное кольцо, а на обращенной к раструбу поверхности каждого сектора разжимной втулки выполнено не менее двух радиальных выступов с осевыми каналами, радиальный угол между осями которых равен 90° и внутри которых установлены для взаимодействия с одним из кольцевых выступов манжеты в момент расстыковки подпружиненные стопорные кулачки со скошенным в сторону раструба наружным торцом, при этом каждый захват состоит из двух частей, жестко закрепленных на индивидуальной дугообразной секции корпуса.

На фиг.1 представлено устройство для демонтажа сборно-разборных трубопроводов (общий вид);

на фиг.2 - то же (вид на устройство по A на фиг.1);

на фиг.3 - разжимная втулка (вид по A на фиг.1);

на фиг.4 - кольцевой сектор разжимной втулки (вид по Б-Б на фиг.3):

на фиг.5 - подпружиненный стопорный кулачок (вид по Г-Г на фиг.3);

на фиг.6 - корпус устройства (общий вид в аксонометрической проекции);

на фиг.7 - гидравлическая схема привода поршней гидроцилиндров (7a - положение золотника реверсирования и поршней гидроцилиндров в момент начала перемещения штоков гидроцилиндров в сторону раструба; 7б - положение золотника реверсирования и поршней гидроцилиндров в момент начала расстыковки раструбного соединения; 7в - нейтральное положение золотника реверсирования, при котором полости гидроцилиндров сообщены с полой стойкой);

на фиг.8 - раструбное соединение и положение разжимной втулки в момент полного захода ее торца под стальное запорное кольцо (в разрезе).

Устройство для демонтажа сборно-разборных трубопроводов состоит из корпуса 1, выполненного в виде двух шарнирно соединенных по верхней образующей дугообразных секций 1а и 1б, усиленных продольными ребрами жесткости 2. На дугообразных секциях 1а и 1б выполнены овальные технологические окна 3. На торцах дугообразных секций жестко закреплены захваты 4 и 5, каждый из которых выполнен из двух частей (без позиций). Захват 4 является захватом раструба, а захват 5 используется для обхвата трубы со стороны манжеты и крепления двух гидроцилиндров 6 реверсного типа. Гидроцилиндры 6 размещены внутри корпуса 1. Штоки 7 гидроцилиндров 6 жестко связаны с разжимной втулкой 8, которая выполнена в виде двух шарнирно соединенных кольцевых секторов 8а и 8б, каждый из которых имеет угол обхвата манжеты трубы не менее 160°. Один торец каждого сектора разжимной втулки 8 имеет ступенчатую форму с клиновидными выступами 9 для захода под стальное запорное кольцо, а на обращенной к раструбу поверхности каждого сектора разжимной втулки 8 выполнено не менее двух радиальных выступов 10, с радиальными каналами (без позиций), радиальный угол между осями которых равен 90°.

На дугообразной секции 1б корпуса 1 жестко закреплена полая стойка 11, на которой закреплен гидронасос 12 с золотником реверсирования 13.

Полая стойка 11 снабжена заливной горловиной 14 с пробкой (не показана) и ручкой 15.

На дугообразной секции 1а корпуса 1 установлена скоба 16 для разведения дугообразных секций 1а и 1б в момент установки устройства на раструбное соединение и в момент снятия устройства с раструбного соединения.

Гидроцилиндры 6 связаны гидропроводами 17 и 18 с золотником реверсирования 13. При этом гидропроводы 17, связывающие золотник реверсирования 13 с правым гидроцилиндром 6, выполнены эластичными, а гидропроводы 18, связывающие золотник реверсирования 13 с левым гидроцилиндром 6 - жесткие.

Кольцевые сектора 8а и 8б разжимной втулки 8 соединены между собой в верхней части серьгами 19, а внутри радиальных выступов 10 с осевыми каналами (без позиций) (фиг.5) установлены подпружиненные стопорные кулачки 20 со скошенным в сторону раструба наружным торцом для взаимодействия с одним из кольцевых выступов манжеты в момент расстыковки раструбного соединения. Стопорный кулачок 20 поджимается пружиной 21, которая регулируется винтом 22. Положение стопорного кулачка фиксируется винтом 23.

Гидравлическая схема привода поршней гидроцилиндров 6 представлена на фиг.7. В гидравлической схеме привода поршней гидроцилиндров 6 используется золотник реверсирования 13 с ручным управлением и ручной гидронасос 12.

Раструбное соединение труб полевых магистральных сборно-разборных трубопроводов (фиг.8) состоит из раструба 24 и манжеты 25. На раструбе 24 имеется внешняя кольцевая проточка 26 и внутренняя кольцевая проточка (без позиции) для размещения микропористой прокладки 27 и стального запорного кольца 28. Герметичность соединения обеспечивается за счет эластичного фигурного уплотнительного кольца 29. На манжете 25 имеются наружные кольцевые выступы, один из которых (30) используется для взаимодействия с подпружиненными стопорными кулачками 20.

Устройство для демонтажа сборно-разборных трубопроводов работает следующим образом.

Устройство, заправленное гидравлической жидкостью, за ручку 15 устанавливают на раструбное соединение так, чтобы торец захвата 4 совпал с внешней кольцевой проточкой 26 раструба 24. Затем, удерживая устройство за ручку 15 одной рукой, второй рукой за скобу 16 поворачивают дугообразную секцию 1а корпуса 1 вверх до момента захода торца захвата 4 во внешнюю кольцевую проточку 26 раструба 24. После этого рычаг золотника реверсирования 13 устанавливают в положение, соответствующее перемещению штоков 7 гидроцилиндров 6 в сторону раструба 24 (фиг.7а). Затем, удерживая устройство за ручку 15 с помощью гидронасоса 12, создают давление жидкости в гидроцилиндрах 6. Штоки 7 гидроцилиндров 6 перемещают разжимную втулку 8 в сторону раструба 24. Торец разжимной втулки 8 с клиновидными выступами 9 заходит под стальное запорное кольцо 28 и разжимает его. В момент полного захода торца разжимной втулки 8 под стальное запорное кольцо 28 подпружиненные стопорные кулачки 20 заходят за кольцевой выступ 30 манжеты 25. После этого рычаг золотника реверсирования 13 переводят в положение обратного перемещения штоков 7 и с помощью гидронасоса 12 перемещают разжимную втулку 8 в противоположную сторону от раструба 24 (фиг.7б). Одновременно с перемещением разжимной втулки 8 подпружиненные стопорные кулачки 20 за кольцевой выступ 30 выталкивают манжету 25 из раструба 24. После окончания разборки раструбного соединения необходимо рычаг золотника реверсирования 13 поставить в нейтральное положение (фиг.7в), при котором давление жидкости из гидроцилиндров 6 стравливается в полость стойки 11. После этого, удерживая устройство за ручку 15 одной рукой, второй рукой за скобу 16 поворачивают дугообразную секцию 1а корпуса 1 вверх, снимают устройство с раструбного соединения и переносят его к месту разборки следующего соединения.

Использование предлагаемого устройства позволит сократить время и трудозатраты на демонтаж сборно-разборных трубопроводов.