Трубопровод - RU2069808C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к строительству и может найти применение при строительстве магистральных трубопроводов.

Известны трубопроводы.

Один из них выполнен в виде трубопровода типа "труба в трубе" с заполненным теплоизоляционным материалом межтрубным пространством и размещенных на наружном трубопроводе охлаждающих каналов-трубок (авт. св. СССР N 1638431, кл. F 16 L 53/00, 1988). Однако обеспечивая исключение пучинных процессов в ореоле проложенного в мерзлоте трубопровода благодаря тому, что на наружной поверхности кожуха температура не опускается ниже нулевой отметки, устройство материалоемко, поскольку использует металлические наружный кожух и каналы-трубки и дорогостоящий пеноматериал в межтрубном пространстве.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является трубопровод-коллектор, содержащий сваренный в линию набор металлических труб, каждая из которых имеет монолитный битумный (битумоперлитный) слой с длиной, уступающей длине трубы, и защиту стыков ("Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Противокоррозионная и тепловая изоляция. ВСН 008-88 Миннефтегазстроя". Ротапринт ВНИИСТ, М. 1989, с.48, п.9.44 и 9.45). В качестве защиты стыков выступает послесварочная битумная заливка.

Недостатком известного технического решения, принятого за прототип, является низкая теплопроводность битумного теплоизоляционного слоя, имеющего достаточно большую толщину, в результате чего даже в случае перекачки по трубопроводу "теплого" газа в ореоле проложенного в мерзлоте трубопровода развиваются пучинные процессы из-за низкой температуры на поверхности последнего.

Технической задачей изобретения является повышение эксплуатационной надежности трубопровода при транспортировке по нему "холодного" газа в условиях талого грунта путем исключения пучинных процессов в последнем при замерзании.

Для достижения указанной технической задачи в трубопроводе, содержащем сваренный в линию набор металлических гидроизолированных труб, каждая из которых имеет монолитный битумный слой с длиной, уступающей длине трубы, и защиту стыков, каждая из труб выполнена с набором равномерно расположенных по окружности воздухопроходных каналов, размещенных в битумном слое, а защита каждого из стыков выполнена в виде кольцевого наружного кожуха, наложенного на кромки битумного слоя соседних труб и имеет в своей полости набор гибких трубок, соединяющих каналы соседних труб. Кроме того, каждый из каналов выполнен в виде трубки из картона.

Поскольку отличительные признаки предложения не присутствуют в указанных и других известных нам источниках, предложение, по нашему мнению, не известно из уровня техники и поэтому ново. Что же касается того, что в указанном авт. св. N 1638431 так же, как и в предложении, присутствуют каналы, то ввиду отсутствия в описании этого изобретения изложения методов их стыковки между собой (от одной сваренной трубы к другой) можно сделать вывод о том, что эти каналы представляют собой бесстыковочные трубопроводы и тем самым не порочат признака присутствия каналов в предложении, где они имеют длину битумного слоя, т.е. длину, уступающую длине трубы. По причине отсутствия каналов именно ограниченной длины, а также по причине технической невозможности разместить битум в имеющем наружный кожух трубопроводе типа "труба в трубе", техническое решение по авт. св. N 1638431 не может быть принято в качестве прототипа.

На фиг. 1 изображен боковой вид уложенного в траншею трубопровода, а на фиг. 2 дан узел I фиг. 1 в разрезе.

Трубопровод содержит сваренный в линию 1 набор металлических труб 2, каждая из которых имеет нанесенный в заводских условиях монолитный битумный слой 3 с длиной, уступающей длине трубы 2, и защиту стыков 4. Каждая из труб выполнена с набором равномерно расположенных по окружности воздухопроходных каналов в виде трубок 5 из картона, размещенных заводским образом в битумном слое 3. Диаметр трубок 15-25 мм. Защита стыков 4 выполнена в виде кольцевого наружного кожуха 6, наложенного на кромки битумного слоя соседних труб. Трубопровод в полости защиты каждого стыка содержит набор гибких трубок 7, надетых на или заправленных внутрь полостей трубок 5 соседних труб. Для прогрева битумного слоя трубопровода последний снабжен воздуходувками (не показаны) "горячего" воздуха, подсоединенными к каналам первой трубы каждого расчетного участка линии 1.

Изготавливают трубопровод следующим образом. Заводского изготовления трубы 2 с вмонтированными в битумный слой 3 картонными трубками 5 монтируют в траншее 8 в линию 1, при этом стыки 4 располагают над вырытыми на дне траншеи приямками 9. Концы трубок 5 после сварки стыков соединяют гибкими трубками 7 или не соединяют вообще. Затем выполняют защиту стыков обкруткой кромок битумного слоя соседних труб листовым кожухом 6. В завершение трубчатые каналы первой трубы трубопровода соединяют с воздуходувкой "горячего" воздуха.

Работает трубопровод следующим образом.

В период начала замерзания окружающего трубопровод талого грунта начинают подавать от воздуходувки по каналам "горячий" воздух, который распространяется по длине расчетного участка трубопровода. Температура его в начальной точке (+50^oС) не настолько велика, чтобы расплавить битумный слой, но не настолько мала (+10^oС) в конечной точке расчетного участка линии 1, чтобы при толщине слоя битума (до 30 мм) не смогла преодолеть его теплоизоляционных свойств и не обеспечивать на поверхности контакта битумного слоя и смерзающегося грунта положительного значения. Расчеты показывают, что при подаче по 22 каналам воздуха с начальной температурой 25^oС обогрев обеспечивается для трубопровода диаметром 1420 мм на длину 50 м (ширину проезжей части городского проспекта, например Измайловского в г. Санкт-Петербурге). Наличие положительной температуры на поверхности контакта исключает возникновение пучинных процессов в талом грунте при его промерзании. В дальнейшем, после завершения промерзания грунта, подачу воздуха прекращают.

Таким образом, наличие у трубопровода воздухопроходных каналов и кожухов (в качестве защиты стыков), а также размещение в полости этих кожухов соединяющих каналы трубок повышает эксплуатационную надежность трубопровода при транспортировке по нему "холодного" газа в условиях смерзающегося или оттаивающего талого грунта.

Теплотехнический расчет прилагается.

Реферат

Сущность изобретения: трубопровод имеет сваренный в линию набор металлических труб, каждая из которых имеет монолитный битумный слой с длиной, уступающей длине трубы, и защиту стыков. Каждая из труб выполнена с набором равномерно расположенных по окружности воздухопроводных каналов, размещенных в битумном слое. Защита стыков выполнена в виде кольцевого наружного кожуха, наложенного на кромки битумного слоя соседних труб. Трубопровод снабжен воздуходувками "горячего" воздуха, подсоединенными к каналам первой трубы каждого расчетного участка линии. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

Формула