Устройство для герметизации трубопроводов

(5 ц 5 Е 16 1 55/10 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР:)1 Ог,оОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Цч, ч.аааЪ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1643852, кл. Р 16 1 55/10, 1988.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИТРУБОПРОВОДОВ(57) Изобретение относится к трубопроводному транспорту, в частности к временнойгерметизации полости магистральных нефтегазопроводов большого диаметра. Цельизобретения - повышение надежности герметизации. Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для герметизации труИзобретение относится к трубопроводному транспорту, в частности к временной герметизации полости магистральных нефтегазопроводов большого диаметра.Известно устройство для перекрытия полости трубопровода, состоящее из сообщающегося с источником рабочей среды эластичного надувного баллона. охваты вающего корпус с осевым каналом, на входе которого установлен сбросной клапан. На надувном баллоне размещено поджимное устройство в виде клинообразных сегментов, соединенных между собой упругоэластичными перегородками, а корпус устройства выполнен конусообразной формы. При этом конусообразные сегменты поджимного средства большим основанием размещены по направлению потока, а конуЖ 1739159 А 1 бопровода содержит цилиндр с зазором, установленный в трубопроводе и имеющий в средней части кольцевую канавку, и каналы, расположенные вдоль образующей цилиндра, один из концов цилиндра, обращенный к полости трубопровода, имеет конусность в сторону канавки, другой конец выполнен с кольцевой выемкой, причем устройство дополнительно снабжено стопорным элементом, установленным на трубопроводе со стороны открытого конца, а зазор между стенкой трубопровода и цилиндром заполнен герметиком. В качестве герметика используется гель на основе высокомолекулярного полимера, 1 з. и. флы, 1 ил. сообразный корпус - против направления потока перекачиваемой среды.Известно также устройство для герметизации полости трубопровода, содержащее запорный орган, выполненный в виде цилиндрического тела с расположенными по окружности кольцевыми уплотнителями, сообщенными с рабочей средой полостью, в которых расположены поршни, Для фиксации в трубопроводе запорный орган снабжен стопорными элементами с заостренными наконечниками.Недостатком описанных устройств является их ненадежность при перекрытии трубопровода большого диаметра, кроме того, требуется много времени на сборку и монтаж их в полости трубопровода,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройстводля герметизации внутренней полости трубопровода, представляющее собой пенополеуретановый цилиндр, переходящий в усеченный конус, при этом в цилиндрической части его выполнена кольцевая канавка, в которой вдоль образующей расположены диаметрально противоположно два канала(один - для ввода композиции пенополиуретана, другой - для вывода газов), Внутренняя часть цилиндра выполнена пустотелой и имеет форму конуса, основанием которого является торец цилиндра, Диаметр цилиндра меньше диаметра герметизируемого трубопровода.Недостатком указанного устройства является недостаточная надежность, связанная с плохой адгезией композиции полипеноуретана, закачиваемого в кольцевую щель между цилиндром и внутренней стенкой трубопровода, обильно смоченной нефтью или нефтепродуктом, Отсутствие стопорных элементов у устройства также может привести к подвижке устройства при росте давления во внутренней полости трубопровода при скоплении газа или стекании нефти с повышенных участков трубопроводаЦель изобретения - повышение надежности герметизации. Поставленная цель достигается тем, что устройство для герметизации трубопровода содержит цилиндр с зазором, установленный в трубопроводе и имеющий в средней части кольцевую канавку, и каналы, расположенные вдоль образующей цилиндра, один из концов цилиндра, обращенный к полости трубопровода, имеет конусность в сторону канавки, другой конец выполнен с кольцевой выемкой причем устройство дополнительно снабжено стопорным элементом, установленным на трубопроводе со стороны открытого конца, а зазор между стенкой трубопровода и цилиндром заполнен герметиком. В качестве герметика используется гель на основе высокомолекулярного полимера.Существенным отличием предлагаемого устройства является выполнение запорного органа и наличие стопорного элемента, При проведении сварочных работ, связанных с заменой поврежденных участков трубопровода, установкой запорной арматуры и т. д. необходима высокая надежность устройства для перекрытия трубы, связанная с недопущением утечек газа из полости трубопровода и предотвращением тем самым взрывоопасной обстановки. Надежность устройства определяется герметичностью перекрытия, зависящей от величины сцепляемости его со стенкой трубы и 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сплошности состава, находящегося в зазоре между устройством и трубой.Описанное выполнение запорного органа эффективно реализуется при заполнении зазора между запорным органом и трубой вязкоупругим составом, обладающим нормальным напряжением сдвига (например, гелем на основе высокомолекуЛярного полимера).Известно, что при простом сдвиге вязкоупругих жидкостей в них возникают не только касательные напряжения, но и нормальные напряжения, перпендикулярные направлению течения жидкости. В упругих щелях при деформации вязко-упругих составов нормальные напряжения вызывают "расклинивающий эффект",На чертеже представлена схема устройства.Устройство, помещенное в трубопровод 1, содержит запорный орган в виде цилиндра 2 диаметром меньше диаметра трубы, имеющего в средней его части кольцевую канавку 3 и каналы 4, размещенные вдоль образующей цилиндра, позволяющие подавать герметизирующий состав в зазор между цилиндром и стенкой трубы, Конец цилиндра, обращенный в сторону полости 5 трубопровода, имеет конусность в сторону канавки, а другой конец цилиндра выполнен с кольцевой выемкой 6. Стопорный элемент 7 установлен на трубопроводе со стороны его открытого конца. Пространство между внутренней стенкой трубопровода 1 и цилиндром 2 заполнено герметиком 8 гелием на основе высокомолекулярного полимера.Кольцевая выемка 6 на конце цилиндра, обращенной в сторону открытого конца трубопровода 1, является своего рода резервуаром для компенсации объема герметика при сдвиге цилиндра 2 до стопорного элемента 7, а конусность другого конца цилиндра 2 необходима для создания при сдвиге цилиндра 2 интенсивного расклинивающего усилия в высокомолекулярном полимере.Устройство работает следующим образом.После вырезания поврежденного участка трубопровода в трубу со стороны свободного конца вставляется цилиндр 2, затем устанавливается стопорный элемент 7 и через каналы 4 в цилиндре 2 зазор между внутренней стенкой трубы и цилиндром заполняется герметиком 8. После установки устройства для герметизации трубопроводов 1 в полости 5 трубы начинает увеличиваться давление, Это связано с выравниванием остаточного после остановки и разгрузки трубопровода 1 давления или стекания нефти (нефтепродукта) из отдален1739159 50 Составитель В,ДегтяревТехред М.Моргентал орректор Н.Кор едактор В.Дан аказ 33) Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 ных участков трубопровода к устройству. Возникшее давление сдвигает устройство до стопорного элемента 7. Герметик 8, являющийся вязкоупругим составом, деформируется в зазоре между цилиндром и стенкой 5 трубы, что приводит к возникновению нормальных напряжений. Сдвиг цилиндра 2 за счет давления в полости 5 трубы приводит к тому, что вязкоупругий герметик 8, перемещаясь вдоль фаски, имеющейся на конце 10 цилиндра, обращенного к полости трубы, от большего сечения к меньшему, создает за счет возникающих нормальных напряжений значительные расклинивающие усилия, что приводит к повышению герметичности 15 устройства. Для компенсации обьема геля за счет его сжатия и создания сплошности герметика в зазоре между цилиндром и стенкой трубы используется часть герметика, находящаяся в кольцевой выемке, рас положенной на конце цилиндра, обращенном к открытому концу трубы.Предлагаемое устройство позволит вести ремонтные работы на трубопроводах большого диаметра под давлением, так как 25 конструкция устройства предполагает создание расклинивающих усилий при приложении к нему давления со стороны рабочей среды, приводящих к повышению надежности устройства, недопущению утечек газа из трубы в зону проведения огневых работ.Формула изобретения 1, Устройство для герметизации трубопроводов, содержащее цилиндр, с зазором установленный в трубопроводе и имеющий в средней части кольцевую канавку и каналы, расположенные вдоль образующей цилиндра, причем зазор между стенкой трубопровода и цилиндром заполнен герметиком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности герметизации, один из концов цилиндра, обращенный к полости трубопровода, имеет конусность в сторону канавки, а другой конец выполнен с кольцевой выемкой, и устройство дополнительно снабжено стопорным элементом, установленным на трубопроводе со стороны его открытого конца.2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в качестве герметика использован гель на основе высокомолекулярного полимера,