Гибкий погружной трубопровод

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и используется при разработке подводных месторождений полезных ископаемых. Гибкий трубопровод содержит несколько секций пульпопроводных труб, снабженных камерами с шаровыми обратными клапанами и соединенных между собой трубчатыми диафрагмами. На наружной поверхности пульпопроводного трубопровода установлено вытеснительное устройство с возможностью перемещения по трубопроводу. Внутри секций пульпопроводных труб расположена оболочка, выполненная из слоев синтактика и полиуретана с отношением толщин слоев (10-4):1. Вытеснительное устройство воздействует на трубчатую диафрагму, проталкивает гидросмесь из нижней секции в следующую, расположенную выше обратного клапана, перемещается по наружной поверхности пульпопровода до следующей вышерасположенной трубчатой диафрагмы. Расширяет арсенал технических средств. 3 ил.

 

Изобретение относится к области разработки подводных месторождений полезных ископаемых и предназначено для пульпопроводов комплексов, работающих на больших глубинах.

Известен гибкий погружной пульпопровод, содержащий несколько секций пульпопроводных труб, шарнирно соединенных между собой, дополнительно снабженный герметичной оболочкой, коаксиально закрепленной на пульпопроводной трубе при условии совпадения центров тяжести оболочки и трубы и удовлетворения следующего неравенства:

где М_шарн, V_шарн, М_см, V_cм, М_тр, V_тр, М_об, V_об - соответственно масса (кг) и объем (м³) шарнира, гидросмеси, трубы и оболочки, ρ_в - плотность воды, при этом оболочка выполнена из синтактика с удельным весом 0,5-0,6 т/м³ и в виде жестко соединенных полуцилиндров, охватывающих трубу по всему диаметру. (Патент РФ №2157438, Е 02 F, 7/02, Бюл. №28, 10.10.2000).

Известный гибкий погружной пульпопровод имеет ограниченную глубину, с которой можно транспортировать гидросмесь из-за сопротивлений в большом количестве шарнирных соединений при работе с глубин больше 200 метров, и имеет внешнюю поверхность, непригодную для перемещения по ней вытеснительного устройства.

Известен плавающий перистальтический насос, содержащий плавсредство с накопительной емкостью, спуско-подъемные средства, вертикальный трубопровод с трубчатыми диафрагмами, заборное устройство и вытеснительное устройство, включающее в себя корпус с клапанами, размещенные в корпусе камеры сгорания с подвижными подпружиненными крышками с демпферами и систему подачи и воспламенения топлива, отличающийся тем, что насос снабжен обратными клапанами, разделяющими вертикальный трубопровод на последовательно расположенные по высоте камеры, а вытеснительное устройство выполнено в виде радиально размещенных по периферии трубопровода камер сгорания, примыкающих к трубчатым диафрагмам с возможностью взаимодействия со спуско-подъемными средствами (авторское свидетельство СССР №1749554, F 04 F, 1/4, Бюллетень №27, 23.07.1992 г.) – ПРОТОТИП.

Недостатком вертикального трубопровода с трубчатыми диафрагмами является большой вес секций, мешающий проводить монтаж и демонтаж на больших глубинах.

Задача предлагаемого изобретения - улучшение эксплуатационных возможностей (при монтаже и демонтаже) гибкого погружного трубопровода при гидротранспорте пульпы с больших глубин.

Задача решается тем, что гибкий погружной трубопровод, содержащий несколько секций пульпопроводных труб, включающих камеры с обратными клапанами, соединенных между собой трубчатыми диафрагмами, вытеснительное устройство, установленное с возможностью перемещения по поверхности пульпопроводного трубопровода, согласно изобретению внутри секций пульпопроводных труб расположена оболочка, выполненная из слоев синтактика и полиуретана с отношением слоев (10-4):1, при удовлетворении следующего неравенства:

где М_см, V_см, М_тр, V_тр, М_син, V_син, М_пол, V_пол, М_диаф, V_диаф, М_кок, V_кок - соответственно масса (кг) и объем (м³) гидросмеси, пульпопроводной трубы, цилиндрической оболочки из синтактика, цилиндрической оболочки из полиуретана, трубчатой диафрагмы и камеры с обратным клапаном, ρ_в – плотность воды, а обратные клапаны выполнены шаровыми.

Устройство гибкого погружного трубопровода поясняется чертежами, где

- на фиг.1 - общий вид гибкого погружного трубопровода с вытеснительным устройством,

- на фиг.2 - секция пульпопроводной трубы,

- на фиг.3 - схема соединения секций с трубчатой диафрагмой.

Гибкий погружной трубопровод состоит из нескольких секций пульпопроводных труб, а каждая секция содержит металлическую часть пульпопроводной трубы 1, камеру 2 с обратным клапаном 3 (фиг.2. и фиг.3) и трубчатую диафрагму 4. По секциям перемещается вытеснительное устройство 5.

Внутри пульпопроводной трубы 1 расположены цилиндрические оболочки из синтактика 6 и из полиуретана 7, для уплотнения между трубчатой диаграммой 4 и металлической частью 1 пульпопроводной трубы установлены круглые с эллипсовидным сечением прокладки 8. Вытеснительное устройство 5 по внешней поверхности трубопровода перемещается на колесах 9 с помощью каната 10.

На фиг.3. показано расположение слоев синтактика и полиуретана в пульпопроводной трубе. Толщина слоя полиуретана небольшая и зависит от абразивных свойств пульпы, при этом удовлетворяются следующие неравенства:

где М_см, V_см, М_тр, V_тр, М_син, V_син, М_пол, V_пол, М_диаф, V_диаф, М_кок, V_кок - соответственно масса (кг) и объем (м³) гидросмеси, пульпопроводной трубы, цилиндрической оболочки из синтактика, цилиндрической оболочки из полиуретана, трубчатой диафрагмы, камеры с обратным клапаном, ρ_в - плотность воды.

Толщина слоя синтактика может быть разной в зависимости от глубины, с которой транспортируется пульпа и принимается в пропорции к толщине полиуретана от 4:1 до 10:1. С помощью круглых с эллипсовидным сечением прокладок 8 обеспечивается герметичность соединения трубчатых диафрагм 4 с металлической стенкой 1 пульпопроводной трубы.

Гибкий погружной трубопровод работает следующим образом.

Вытеснительное устройство 5, воздействуя на трубчатую диафрагму 4 высоким давлением, проталкивает гидросмесь из нижней секции (сечение I-I, фиг.1) в следующую (сечение II-II), расположенную выше обратного клапана 3.

Затем вытеснительное устройство 5 на колесах 9 перемещается по трубопроводу вверх до следующей вышерасположенной трубчатой диафрагмы 4 и, воздействуя высоким давлением, проталкивает гидросмесь до следующей вышерасположенной секции и так до самой верхней, откуда гидросмесь выливается в аккумулирующую емкость на плавсредстве (на фиг.1, 2, 3 не показаны).

Из верхнего положения вытеснительное устройство 5 спускается по трубе вниз к добычному комплексу на дне Мирового океана (на фиг.1,2,3 не показан). Внешняя поверхность гибкого погружного трубопровода обеспечивает возможность вытеснительному устройству 5 перемещаться на колесах 9 вверх и вниз.

В результате использования предлагаемого изобретения достигается технический эффект - создается гибкий погружной трубопровод для работы на больших глубинах.

Гибкий трубопровод, содержащий несколько секций пульпопроводных труб, включающих камеры с обратными клапанами, соединенных между собой трубчатыми диафрагмами, вытеснительное устройство, установленное с возможностью перемещения по поверхности пульпопроводного трубопровода, отличающийся тем, что внутри секций пульпопроводных труб расположена оболочка, выполненная из слоев синтактика и полиуретана с отношением толщин слоев (10-4):1 при удовлетворении следующего неравенства:

где М_см, V_см, М_тр, V_тр, М_син, V_син, М_пол, V_пол, М_диаф, V_диаф, М_кок, V_кок - соответственно масса (кг) и объем (м³) гидросмеси, пульпопроводной трубы, цилиндрической оболочки из синтактика, цилиндрической оболочки из полиуретана, трубчатой диафрагмы, камеры с обратным клапаном, ρ_в - плотность воды, а обратные клапаны выполнены шаровыми.