Результат интеллектуальной деятельности: Способ пуска средств очистки и диагностики трубопроводов

Изобретение относится к технологии эксплуатации магистральных трубопроводов к трубопроводному транспорту и может быть использовано в нефтяной, газовой, нефтехимической и других отраслях, использующих трубопроводный транспорт.

Известен способ внутритрубной диагностики трубопроводов с использованием метода «сухой протяжки» относящийся к методам неразрушающего контроля технического состояния как действующих, так и строящихся трубопроводов и осуществляющийся за счет использования лебедки, тягового и вспомогательного тросов (Патент RU 2658122 С1, МПК G01N 27/82, 19.06.2018).

Известен комплекс оборудования с тросовой протяжкой очистных поршней, используемый для очистки коротких прямолинейных участков трубопроводов, труба которых открыта с двух сторон на участке, подлежащем очистке и который состоит из первой и второй лебедок с тросами и очистного поршня (или внутритрубного дефектоскопа). Проверяемый отрезок трубопровода шурфуется в начале контролируемого участка и в его конце. В обоих шурфах в стенке трубы вырезаются окна так, чтобы в образовавшийся лоток можно было поставить или принять из него очистной поршень или дефектоскоп. Через окна в трубе в нее втягивается трос, который крепится одним концом к поршню или к дефектоскопу, а другим концом к барабану лебедки. При протаскивании дефектоскопа тросом в трубе в запоминающем устройстве дефектоскопа накапливается информация о техническом состоянии стенки трубы (Абдулгафаров С.В., Гринь В.Г., Свистунов Ю.А. Бестраншейные технологии ремонта трубопроводов. Краснодар: Куб. Гау., 2009, - 192 с.).

Известен способ внутритрубной диагностики методом тросовой протяжки, которой состоит в том, что перед выводом в капитальный ремонт подключающих шлейфов была проведена внутритрубная диагностика, состоящая в протяжке основного троса очистного поршня, профилемера, очистного поршня, дефектоскопа продольного намагничивания, дефектоскопа поперечного намагничивания, съем и обработку полученной информации («Внутритрубная диагностика подключающих шлейфов компрессорных станций ООО «Газпром трансгаз Москва» методом тросового протягивания оборудования». Бабаков, Ю.Ю. Толстихин, А.В. Лукьянчиков, А.В. Топилин, Б.Л. Житомирский, И.А. Соловых, В.В. Петров. Газовая промышленность №4. М.: Газоил. пресс, 2015).

Оснащение камер пуска СОД запасовочными патрубками, лебедками с тросами для запасовки значительно увеличивает массу средств пуска, что затрудняет их монтаж и транспортировку к месту проведения работ, так как требует задействования специальной техники, а также большего числа персонала. Кроме того, существует риск заклинивания и застревания СОД внутри трубопровода, что может привести к повреждению СОД, а также исключает возможность использования многосекционных СОД.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ использования саморазрушающегося устройства при запасовке внутритрубного дефектоскопа, заключающийся в фиксации шарнирных соединений секций многосекционного СОД при запасовке в трубопровод саморазрушающимися устройствами, разрушающимися при движении многосекционного СОД по криволинейным участкам трубопровода (Патент RU 2637325 C1, В08В 9/04, 04.12.2017).

Фиксирование межсекционных соединений СОД до пуска в трубопровод усложняет его, так как может привести к преждевременному разрушению межсекционного фиксирования, что приведет к выводу оборудования из рабочего состояния и невозможности его эксплуатации, а также ограничивает количество используемых секций.

Изобретение направлено на упрощение пуска СОД в трубопроводе, обеспечивает возможность использования многосекционных СОД неограниченного количества секций.

Техническим результатом является повышение мобильности камер пуска СОД, снижения массогабаритных показателей применяемых камер пуска, исключение «складывания» и повреждений многосекционных СОД из-за застопоривания, перекоса и заклинивания в трубопроводе.

Также изобретение направлено на снижение себестоимости работ по проведению пуска многосекционных СОД за счет использования меньшего количества оборудования и обслуживающего персонала.

Технический результат достигается тем, что ввод секций СОД в трубопровод осуществляют поочередным помещением каждой секции СОД в скребковый кран, первые и последующие секции вводят в трубопровод с зазором относительно его стенок, а завершающую секцию вводят с обеспечением герметичного контакта секции со стенкой трубопровода посредством установленных на ней уплотняющих дисков, осуществляют транспортировку СОД под действием транспортируемой среды посредством завершающей секции и сцепку СОД в единое целое непосредственно в трубопроводе за счет разности скоростей первой, последующих секций и завершающей секции.

Предлагаемый способ позволяет применять компактные скребковые краны и аналогичные им устройства для пуска многосекционных СОД не ограниченной длины, при этом отсутствие какого-либо фиксирования между секциями упрощает процесс пуска СОД, заключающийся в размещении секций СОД в трубопроводе и транспортировку секций посредством транспортируемой среды с соединением всех секций в единое целое непосредственно в трубопроводе, а также исключает повреждение и «складывание» оборудования.

На фиг. 1 изображен многосекционный СОД разделенный на отдельные секции с узлами сцепки.

На фиг. 2 изображен процесс пуска СОД и сборки его в трубопроводе под действием транспортируемой среды.

На фиг. 3 изображена схема движения СОД в трубопроводе.

Сущность способа заключается в том, что секции СОД поочередно запускаются в трубопровод через скребковый кран и могут комплектоваться в зависимости от технической необходимости и вида обслуживания необходимого на заданном участке трубопровода. Например, с секцией очистки может быть одновременно запущена секция профилемера или ультразвукового дефектоскопа в зависимости от текущей потребности. Таким образом не требующиеся в данный момент секции не применяются и соответственно снижается их износ и увеличивается срок службы, в то же время в случае необходимости проведения расширенной диагностики участка трубопровода возможно укомплектование СОД из любого количества секций с любой специализацией. Например, неразъемный многоканальный профилемер 10-ПРН при наружном диаметре 273 мм имеет длину 4136 мм и запуск его в трубопровод возможен только через специализированные камеры пуска. В случае разбивки его на секции облегчается не только запуск прибора, но и транспортировка до места эксплуатации и обратно, а также проведение технологических манипуляций при загрузке/извлечении. Так, если масса профилемера типа 10-ПРН составляет 525 кг, то загрузка/выгрузка его в камеру пуска/приема не возможна без специализированных грузоподъемных механизмов и приспособлений. При разбивке данного профилемера типа 10-ПРН на 10 секций вес каждой из них позволит проводить манипуляции с ними двум слесарям без дополнительных специализированных приспособлений.

После запуска первой секции происходит ее перемещение в потоке транспортируемой среды. Уплотнения, обеспечивающие полное перекрытие сечения трубопровода на первой и последующей секции отсутствуют. За счет этого скорость перемещения первой и последующей секции меньше скорости основного потока транспортируемой среды, так как транспортируемая среда огибает секцию с минимальным сопротивлением через имеющиеся зазоры между направляющими и стенкой трубопровода. Завершающая секция укомплектована уплотняющими дисками, обеспечивающими герметичный контакт секции со стенкой трубы. Уплотняющие диски, выполненные в виде шевронных манжет, обеспечивают беспрепятственную установку секции в скребковый кран и при вовлечении потоком транспортируемой среды в трубопровод обеспечивают полное перекрытие сечения трубопровода и за счет этого, перемещается в потоке транспортируемой среды со скоростью потока. После запуска завершающей секции поток транспортируемой среды осуществляет сцепку СОД в трубопроводе за счет разности скоростей запущенных секций и завершающей секции на расстоянии менее 100 м (рассчитывается по формуле 1), что при среднем расстоянии между резервуарными парками в 300 км можно считать незначительным.

Уравнение движения СОД в трубопроводе (1):

где - скорость движения СОД;

r1 - уплотнений СОД;

r=r1+h;

h - зазор между направляющими СОД и трубопроводом

Sp - площадь поперечного сечения СОД;

S1 - площадь внешней поверхности СОД;

m - масса СОД;

μ - динамическая вязкость среды;

t - время;

Δpf(t) - перепад давления по времени.

Завершающая секция «догоняет» идущие впереди на коротком участке сцепки и осуществляет стыковку СОД в единое целое за счет стыковочных узлов, расположенных с торца каждой секции по центру. Расположение стыковочных узлов обеспечивает стыковку секций в трубопроводе являющимся одновременно направляющим аппаратом для каждой секции при стыковке. Имеющиеся в данное время конструкции компактных СОД путем незначительной доработки могут быть оснащены сцепным устройством и применяться в составе многосекционного СОД для отработки технологии.

Таким образом, технический результат наглядно достигнут заявленным способом.