Результат интеллектуальной деятельности: Способ ремонта с заменой повреждённых труб на магистральных трубопроводах жидких углеводородов с использованием эластичных внутритрубных герметизаторов

Изобретение относится к области магистрального трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов и может быть использовано при ремонте их дефектных участков.

В процессе эксплуатации магистральных трубопроводов жидких углеводородов возникают ситуации, требующие ремонта с заменой поврежденных труб.

При рассмотрении технической литературы выявлен ряд технических решений, относящихся к указанной проблематике.

Известен способ ремонта трубопровода, включающий отсечение продукта перекачки на дефектном участке, слив остатков продукта, вырезку безогневым способом дефектного участка, установку на концы трубопровода тампонов (пробок), выполненных в виде цилиндра с фланцами, в одном из которых выполнены сквозные отверстия, замачивание полимина до набухания, намазывание ее на углубленную часть пробок до уровня наибольшего диаметра фланца, выведение пробок в концы трубопровода, ориентируя фланцами с отверстиями навстречу друг другу, намачивание полимина, обеспечивая в процессе набухания массы плотное непроницаемое перекрытие трубопровода, сжигание продуктов перекачки на внутренних стенках трубопровода перед пробками, подачу воды к полимину через отверстия во фланцах перед сваркой нового участка трубы (патент на изобретение RU 2032124, кл. F16L 55/18, опубл. 27.03.1995 г. ).

Недостатками данного способа являются:

высокая степень опасности проведения огневых ремонтных работ;

высокая трудоемкость подготовительных работ;

загрязнение перекачиваемого по трубопроводу продукта фрагментами разрушаемых тампонов (пробок);

необходимость в дополнительных затратах на создание в трубопроводе повышенного давления для обеспечения продавливания тампонов (пробок) после завершения ремонтных работ и их извлечения из внутренней полости трубопровода.

Известен способ ремонта нефтепровода с использованием временного перекрытия, включающий отсечение продукта перекачки на дефектном участке, слив остатков продукта, вырезку безогневым способом дефектного участка, установку тампонов-герметизаторов, выполненных в виде цилиндрической заготовки с глиняной обмазкой на торцах, имеющей в своем составе полость для запаса воды и массу, способную разбухать под действием воды, поступающей из полости, очистку внутренней поверхности трубопровода через открытые концы трубы от парафиновых отложений выпариванием, предварительное заполнение водой полости заготовки до первых признаков набухания массы, окончательное заполнение полости водой, установку заготовки в открытые концы трубопровода в зону, очищенную от парафиновых отложений до разбухания тампонов до размеров и формы, герметизирующих трубопровод, разрушение тампонов-герметизаторов после завершения ремонтных работ потоком нефти до состояния глиняного осадка и фрагментов бумаги, удаление их фрагментов из нефтепровода через камеры средств очистки и диагностики или слив в резервуар-отстойник (патент на изобретение RU 2604981, кл. F16L 55/12, F16L 55/18, опубл. 20.12.2016 г., бюл. №35).

Недостатками данного способа являются:

сложность и большая продолжительность работ по подготовке и установке тампонов-герметизаторов;

загрязнение перекачиваемого по трубопроводу продукта фрагментами разрушаемых тампонов-герметизаторов;

необходимость в дополнительных затратах на создание в трубопроводе повышенного давления для обеспечения разрушения тампонов-герметизаторов после завершения ремонтных работ и извлечения из внутренней полости трубопровода их фрагментов.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ проведения ремонтных работ на трубопроводе с использованием герметизатора резинокордного (ГРК), включающий засверливание на стенке ремонтируемого участка трубопровода отверстия для вывода пневмопровода ГРК, установку ГРК во внутреннюю полость трубопровода через его открытый конец при отсутствии избыточного давления, притока нефти или вакуума в трубопроводе, с выводом пневмопровода наружу, наполнение оболочки ГРК рабочим газом до рабочего давления для полного перекрытия сечения трубопровода и фиксации в нем ГРК, увеличение давления рабочего газа в оболочке ГРК и поддержание повышенного давления в течение, по меньшей мере, 15 мин с последующим понижением давления рабочего газа до рабочего давления, поддержание рабочего давления рабочего газа в оболочке ГРК в течение всего времени проведения ремонтных работ, проведение ремонтных работ, сброс давления рабочего газа в оболочке ГРК до атмосферного, освобождение пневмопровода из отверстия, установку заглушки на отверстие и транспортировку ГРК при восстановлении перекачки по трубопроводу с последующим извлечением ГРК в ближайшей камере приема средств очистки и диагностики (патент на изобретение RU 2508494, кл. F16L 55/12, опубл. 27.02.2014 г., бюл. №6).

Основным недостатком данного способа является

сложность обеспечения целостности герметизатора при его перемещении по трубопроводу под воздействием перекачиваемого продукта и извлечении из камеры приема средств очистки и диагностики;

опасность повторного использования герметизатора ввиду его возможного повреждения в предыдущем производстве ремонтных работ;

необходимость в дополнительных затратах на создание в трубопроводе повышенного давления для обеспечения продавливания герметизаторов после завершения ремонтных работ и их извлечения из внутренней полости трубопровода.

Задача, решаемая в изобретении, заключается в разработке технологии, обеспечивающей реализацию возможностей по извлечению эластичных внутритрубных герметизаторов из внутренней полости трубопроводов до возобновления перекачки после завершения ремонтных работ на магистральных трубопроводах и, тем самым, многократного их использования в последующих таких работах.

Технический результат изобретения заключается в повышении технико-экономической эффективности ремонтов магистральных трубопроводов жидких углеводородов, выполняемых с заменой поврежденных труб.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается в результате того, что способ ремонта с заменой поврежденных труб на магистральных трубопроводах жидких углеводородов с использованием эластичных внутритрубных герметизаторов включает вырезку дефектного участка трубопровода, монтаж ремонтной плети труб с вырезкой в ее средней части монтажного проема радиусом, обеспечивающим возможность протаскивания через него находящегося в незаполненном состоянии эластичного внутритрубного герметизатора, присоединение на сварке ремонтной горловины к наружной поверхности монтажного проема, установку эластичных внутритрубных герметизаторов во внутреннюю полость каждой из частей трубопровода, к которым предусматривается присоединение ремонтной плети труб, с выведением через монтажный проем концов пневмопроводов, присоединенных к эластичным внутритрубным герметизаторам, и монтажных тросов, присоединенных к монтажным ободам, которые прикреплены к эластичным внутритрубным герметизаторам в их средней части, подачу газа во внутреннюю полость эластичных внутритрубных герметизаторов до момента, при котором по результатам контроля газовоздушной среды с внешней стороны каждого эластичного внутритрубного герметизатора будет установлено отсутствие поступления из трубопровода взрывоопасных газов, присоединение на сварке ремонтной плети труб к трубопроводу, выпуск газа из эластичных внутритрубных герметизаторов, поочередное их вытаскивание через монтажный проем с помощью монтажных тросов, установку и закрепление с помощью прихваток на ремонтной горловине монтажной вставки, полученной в результате вырезки монтажного проема, заливку композитным герметиком щелей между торцевыми гранями монтажного проема и монтажной вставки, присоединение на сварке заглушки к ремонтной горловине после проведения контроля газовоздушной среды во внутренней полости ремонтной горловины и установления отсутствия в ней взрывоопасных газов.

Изобретение поясняется фиг. 1 и 2.

На фиг. 1 изображено размещение эластичных внутритрубных герметизаторов в месте замены дефектного участка магистрального трубопровода.

На фиг. 2 изображен участок магистрального трубопровода в месте замены поврежденных труб после завершения ремонта.

На фиг. 1 и 2 применены следующие обозначения:

1 - ремонтная плеть труб;

2 - трубопровод;

3 - монтажный проем;

4 - ремонтная горловина;

5 - эластичный внутритрубный герметизатор;

6 - монтажный обод;

7 - монтажный трос;

8 - пневмопровод;

9 - монтажная вставка;

10 - прихватка;

11 - композитный герметик;

12 - заглушка.

Способ ремонта с заменой поврежденных труб на магистральных трубопроводах жидких углеводородов с использованием эластичных внутритрубных герметизаторов реализуется следующим образом.

Вырезают дефектный участок трубопровода 2, подготавливают торцы частей трубопровода 2, к которым предусматривается присоединение на сварке ремонтной плети труб 1, замеряют расстояние между этими торцами, монтируют ремонтную плеть труб 1 и монтируют ремонтную плеть труб 1 длиной, соответствующей этому расстоянию. В средней части ремонтной плети труб 1 вырезают монтажный проем 3, подбирая его радиус таким образом, чтобы, с одной стороны, обеспечить возможность протаскивания через него находящегося в незаполненном состоянии эластичного внутритрубного герметизатора 5 и, с другой стороны, иметь возможность применять отрезки находящихся в серийном производстве труб для устройства на наружной поверхности монтажного проема 3 ремонтной горловины 4. Контур нижней части отрезка трубы, используемого для ремонтной горловины 4, подгоняют под контур наружной поверхности трубы, применяемой для изготовления ремонтной плети труб 1.

Подготавливают два эластичных внутритрубных герметизатора 5, присоединяя к каждому из них пневмопровод 8 и прикрепляя в его средней части монтажный обод 6 с присоединенным к нему монтажным тросом 7.

Размещают каждый эластичный внутритрубный герметизатор 5 во внутренней полости каждой из частей трубопровода 2, к которым предусматривается присоединение ремонтной плети труб 1 на расстояниях от их концов, при которых не будет оказываться недопустимое температурное воздействие от процесса сварки на материал эластичных внутритрубных герметизаторов 5. Концы монтажных тросов 7 и пневмопроводов 8 через монтажный проем 3 выводят наружу. Присоединяют концы пневмопроводов 8 к пневмокомпрессору (не показан) и подают газ во внутреннюю полость каждого эластичного внутритрубного герметизатора 5, периодически замеряя с его внешней стороны концентрацию в газовоздушной среде взрывоопасных газов, которые могут поступать из внутренней полости трубопровода 2. После достижения давления во внутренней полости каждого эластичного внутритрубного герметизатора 5, при котором будет установлено отсутствие поступления из трубопровода 2 во внешнюю среду взрывоопасных газов, подачу газа во внутреннюю полость эластичного внутритрубного герметизатора 5 останавливают.

Производят сварку торцевых кромок трубопровода 2 и ремонтной плети труб 1. После ее завершения выпускают газ из внутренних полостей эластичных внутритрубных герметизаторов 5 и с помощью монтажных тросов 7 вытаскивают наружу эластичные внутритрубные герметизаторы 5 через монтажный проем 3. В монтажный проем 3 устанавливают монтажную вставку, полученную в результате вырезки монтажного проема 3 и предварительно снабженную жестко присоединенными к ней не менее чем тремя равноудаленными друг от друга прихватками 10, изготовленными из стальной проволоки. Закрепляют концы прихваток 10 на верхней торцевой части ремонтной горловины 4 таким образом, чтобы наружная поверхность монтажной вставки 9 находилась на одном уровне с наружной поверхностью трубы ремонтной плети труб 1, в которой выполнен монтажный проем 3. Щели между торцевыми гранями монтажного проема 3 и монтажной вставки 9 заполняют композитным герметиком 11, после затвердевания которого и положительного результата контроля газовоздушной среды во внутренней полости ремонтной горловины 4 на отсутствие в ней взрывоопасных газов заглушку 12 присоединяют на сварке к ремонтной горловине 4. После этого возобновляют перекачку по трубопроводу 2.

Таким образом, в результате реализации предложенного технического решения обеспечивается повышение технико-экономической эффективности ремонтов магистральных трубопроводов жидких углеводородов, выполняемых с заменой поврежденных труб за счет применения технологии, обеспечивающей возможность извлечения эластичных внутритрубных герметизаторов из внутренней полости магистральных трубопроводов до возобновления перекачки после завершения ремонтных работ на трубопроводах и, тем самым, многократного их использования в последующих таких работах.