Способ ликвидации утечек газа и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к трубопроводному транспорту и может быть использована для устранения аварий газопроводов без прекращения транспортировки газа. Способ ликвидации утечки газа включает в себя три этапа выполнения работ. На первом этапе выполняются подготовительные работы, включающие подготовку котлована, очистку поверхности дефектного участка от грязи, коррозии. На втором этапе с помощью устройства для осуществления способа выполняют работы по локализации утечки газа, а также разгрузки зоны дефекта. На третьем этапе с помощью того же устройства выполняют полное устранение утечки газа. Устройство включает в себя натяжной механизм, цилиндрический корпус. В верхней части цилиндрического корпуса имеется упор с отверстием, в него вворачивается полый болт с поперечным отверстием. Нижняя часть корпуса соединена с основанием, повторяющим кривизну наружной поверхности ремонтируемого газопровода. Для отвода горючего газа от места ремонтных работ предусмотрена соединительная муфта и свеча в виде трубы, на конце которой имеется резьба для соединения с муфтой. При выполнении сварочных работ предусмотрено использование огнеупорного уплотнителя. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Способ ликвидации утечек газа и устройство для его осуществления относится к трубопроводному транспорту и может быть использован для устранения аварий и восстановления герметичности газопроводов при их эксплуатации без прекращения транспортировки газа. Известен способ ремонта действующего трубопровода с локальными сквозными дефектами и устройство для его осуществления (патент на изобретение RU 2267691 МПК F16L 55/16 Заявка: 2003134057/06, 26.11.2003 публикация патента: 10.01.2006 Бюл. №1), включающий зачистку поврежденного участка, установку на поврежденный участок запорного элемента с уплотнителем, выполненного в виде цилиндрического патрубка, фиксацию запорного элемента на трубопроводе прижимным приспособлением, обварку запорного органа и герметизацию трубопровода, прижимное приспособление собирают вместе с запорным элементом на трубопроводе с технологическим зазором вблизи сквозного дефекта, а затем перемещают прижимное приспособление вместе с запорным элементом к месту дефекта, фиксируют запорный элемент на трубопроводе, а герметизацию трубопровода выполняют прижатием уплотнителя к сквозному дефекту. Обварку запорного элемента осуществляют после его фиксации на трубопроводе. После сваривания запорного элемента прижимное приспособление удаляют.

В устройство для реализации способа, содержащее запорный элемент и прижимное приспособление, дополнительно введены трехлучевое центрирующее колесо и шток в запорный элемент. В колесе выполнено отверстие с резьбовой нарезкой. Шток имеет возможность возвратно-поступательного перемещения относительно колеса, при этом один конец штока имеет граненую поверхность под ключ, а на торце второго конца размещен уплотнитель (герметик). Прижимное приспособление выполнено в виде хомута и траверсы, причем концы хомута имеют возможность их перемещения относительно траверсы и снабжены винтовой нарезкой. Хомут выполнен с возможностью фиксации на траверсе. В траверсе выполнено отверстие под торцевой ключ.

Однако этот способ не учитывает состояние металла стенки газопровода вокруг сквозного отверстия. В случае сильной коррозии металла стенки газопровода вокруг сквозного отверстия могут быть тонкими, при выполнении герметизации этого участка механическим прижатием уплотнителя к сквозному дефекту при помощи штока может произойти рост размера дефекта в стенке трубопровода.

Известно устройство для ликвидации утечек (патент на изобретение RU 2206814 МПК F16L 55/18 подача заявки: 22.08.2001 публикация патента: 20.06.2003), имеющего натяжной механизм крепления герметизирующего узла. Согласно изобретению герметизирующий узел выполнен в виде цилиндрического корпуса, оснащенного вентилем для сброса давления, скобами для установки натяжного механизма и упругим уплотнительным элементом трапецеидальной формы, размещенным посредством пружины внутри корпуса, на внутренней поверхности которого в нижней части у основания выполнен диаметральный паз под уплотнительный элемент и кольцевая коническая выемка. При использовании этого изобретения предотвращение роста размера дефекта в стенке сосуда осуществляется за счет разгружения зоны дефекта от воздействия давления среды в сосуде. Упругий уплотнитель трапецеидальной формы, фиксируемый внутри корпуса устройства с помощью пружин и выступа, образованного с одной стороны диаметральным пазом, а с другой - кольцевой конической выемкой, выполненными на внутренней поверхности корпуса, позволяет установить устройство на поверхности сосуда в зоне дефекта без зазора. При этом давление среды в сосуде и внутри устройства выравнивается за счет частичного сброса через дефектный участок сосуда. В результате устройство самоуплотняется, а зона дефекта разгружается. Это техническое решение выбрано в качестве прототипа. Недостатками данного технического решения являются: возможность с помощью такого устройства только локализовать утечку газа и временно ее устранить, однако полностью устранить утечку газа нельзя, так как при снятии натяжного механизма герметичность соединения устройства и наружной поверхности трубопровода будет нарушена, кроме этого убрать вентиль для сброса давления без ликвидации течи трубопровода невозможно.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение заключается в расширении арсенала технических средств, в данной области, а также ставится цель - найти способ при котором имеется возможность с помощью конструкции устройства поэтапно устранить утечку газа полностью, из сквозного отверстия дефектного участка газопровода относительно небольшого размера сквозного отверстия, не прилагая механических усилий деталей устройства к поверхности дефектного участка газопровода со сквозным отверстием, способных разрушить стенку этого дефектного участка, а также после полного устранения утечки газа на этом участке газопровода не оставлять какой либо запорной арматуры.

Для достижения этой цели предлагается способ ликвидации утечки газа и устройство для его осуществления. Способ ликвидации утечки газа включает в себя три этапа выполнения работ. На первом этапе выполняются подготовительные работы, включающие подготовку котлована необходимых размеров, очистку наружной поверхности дефектного участка газопровода от грязи, коррозии и прочих дефектов. На втором этапе выполняются работы с помощью устройства для осуществления способа по локализации утечки газа, его помощью выполняют разгрузку зоны дефекта, предотвращают дальнейшее разрушение этой зоны и увеличения размера сквозного отверстия. На третьем этапе выполняют полную ликвидацию утечки газа с помощью устройства для осуществления способа локализации утечек газа. Решение поставленной задачи при осуществлении изобретения достигается с помощью предлагаемого устройства для осуществления ликвидации утечек газа, которое содержит натяжной механизм, которым прикрепляет герметизирующий узел к наружной поверхности газопровода. Герметизирующий узел выполнен в виде корпуса, имеющего цилиндрическую форму, имеющим резьбу, в верхней части которого имеется упор с отверстием, отверстие имеет резьбу, в которую вворачивается полый болт с поперечным отверстием, служащий для сброса излишнего давления газа, нижняя часть корпуса соединена с помощью электросварки с основанием, повторяющем кривизну наружной поверхности дефектного участка газопровода со сквозным отверстием. Нижний торец корпуса при соединении с основанием имеет выступ, назначение которого является препятствовать осевому смещению упругого уплотнительного элемента, размещенного между внутренней поверхностью основания и наружной поверхностью дефектного участка газопровода со сквозным отверстием, при этом внутренний диаметр уплотнительного элемента больше наружного диаметра дефектного участка газопровода со сквозным отверстием, ограниченного нижней кромкой корпуса устройства. Для отвода горючего газа, от места проведения ремонтных работ предусмотрена соединительная муфта и свеча в виде трубы на конце которой имеется резьба для соединения с муфтой. При выполнении сварочных работ предусмотрено использование огнеупорного уплотнителя. Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков способа ликвидации утечек газа и устройства для его осуществления, является расширение арсенала технических средств, в области устранения утечки газа из наружных газопроводов, а также поэтапное устранение утечки газа полностью из сквозного отверстия дефектного участка газопровода относительно небольшого размера, при этом конструкция устройства не предусматривает механического прижатия уплотнителя непосредственно к сквозному дефекту при помощи штока, в связи с этим разрушения утонченной стенки газопровода подверженного коррозии не может произойти, а также после полного устранения утечки газа на этом участке газопровода не остается какой либо запорной арматуры.

Способ включает выполнение подготовительных работ на первом этапе, на втором этапе проводят работы по исключению возможности роста размеров дефекта и временно устраняют утечку газа из сквозного дефекта газопровода. На третьем этапе при ремонте полное устранение утечки газа из сквозного отверстия на дефектном участке газопровода, при этом исключается наличие оставшихся по завершении работ временно используемых фитингов или запорной арматуры. В предлагаемом устройстве имеется натяжной механизм, которым прикрепляет герметизирующий узел к наружной поверхности газопровода. Согласно изобретению, герметизирующий узел выполнен в виде цилиндрического корпуса с упором и основанием, оснащенного полым болтом с поперечным отверстием для сброса давления, соединительной муфты, свечи, и упругого уплотнительного элемента, размещенного между внутренней поверхностью основания устройства и наружной поверхностью ремонтируемого газопровода.

Конструкция вытяжной свечи позволяет отводить газ, исходящий от места производства огневых работ на безопасное расстояние.

Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами:

На фиг. 1 изображен эскиз устройства и расположение основных его элементов при выполнении второго этапа работ, на фиг. 2 изображен эскиз устройства и расположение основных его элементов при выполнении третьего этапа работ, на фиг. 3 изображено устройство при завершении работ.

На фиг. 1, 2, 3 позициями обозначено:

1 - Полый болт с поперечным отверстием;

2 - Упор с отверстием;

3 -Поперечное отверстие полого болта;

4 - Корпус устройства;

5 - Основание корпуса устройства;

6 - Упругий эластичный уплотнитель;

7 - Дефектный участок газопровода со сквозным отверстием;

8 - Натяжной механизм;

9 - Вытяжная свеча;

10 - Соединительная муфта;

11 - Огнеупорный уплотнительный материал;

12 - Сварочные соединительные стыки;

Осуществление способа ликвидации утечек газа и устройство для его осуществления:

На первом этапе выполняются подготовительные работы, заключающиеся в подготовке котлована необходимых размеров, очистке наружной поверхности дефектного участка газопровода от грязи, коррозии и прочих дефектов. На втором этапе выполняются работы по локализации утечки газа с целью разгрузить зону дефекта, предотвратить дальнейшее разрушения этой зоны и увеличение сквозного отверстия. При использовании заявляемого изобретения на втором этапе работ предотвращение роста дефекта в стенке трубопровода или сосуда осуществляется за счет разгрузки зоны дефекта от воздействия давления среды в газопроводе. Выступ на нижнем торце корпуса 4 фиксирует положение упругого эластичного уплотнителя 6, таким образом, чтобы уплотнитель находился между основанием корпуса 5 и дефектным участком газопровода со сквозным отверстием 7, при этом выступ препятствует осевому смещению этого уплотнителя, способствует более плотному размещению его между внутренней поверхностью основания 5 и наружной поверхностью дефектного участка газопровода со сквозным отверстием 7. Натяжным механизмом 8, производят уплотнение соединения внутренней поверхности основания корпуса устройства 5 и наружной поверхности ремонтируемого газопровода 7. После этого вкручивают полый болт с поперечным отверстием 1 в отверстие упора с отверстием 2, при этом выход газа за пределы корпуса 4 устройства исключается за счет уплотнения натяжным механизмом 8 соединения внутренней поверхности основания корпуса устройства 5 и наружной поверхности ремонтируемого газопровода 7. Давление газа в газопроводе 7 и корпусе устройства 4 выравнивается за счет сквозного отверстия в дефектном участке газопровода 7. В результате зона дефекта разгружается, при этом дальнейшего разрушения дефекта не происходит. После этого приступают к подготовке устройства к выполнению третьего этапа - ликвидации утечки газа. Проверяют наличие герметичности в соединении основания 5 и наружной поверхностью газопровода 7. При отсутствии протечек газа в этом соединении, откручивают полый болт с поперечным, отверстием 1 и перемещают его вверх, выдвигая его так, чтобы поперечное отверстие полого болта 3 было выше упора с отверстием 2, затем наворачивают на резьбу, расположенную на корпусе 4 сначала соединительную муфту 10 затем вытяжную свечу 9. В таком положении полый болт с поперечным отверстием 1 пропускает газ, выходящий из сквозного отверстия дефекта через вытяжную свечу 9 прочь от места проведения огневых работ. При этом давление газа внутри корпуса устройства 4 остается минимальным. После этого имеющийся зазор между основанием устройства 5 и наружной поверхностью ремонтируемого газопровода 7 заполняют огнеупорным уплотнительным материалом 11, например, асбестосодержащим термостойким шнуром.

Основание корпуса устройства 5 соединяют с наружной поверхностью газопровода 7 с помощью электросварки, при этом давление газа внутри корпуса устройства 4 остается минимальным и не мешает процессу сварки. Затем соединительную муфту 10 с вытяжной свечой 9 с корпуса устройства 4 выкручивают и удаляют. Полый болт с поперечным отверстием 1 вкручивают в отверстие упора с отверстием 2 таким образом, чтобы поперечное отверстие болта 3 ушло внутрь корпуса устройства 4, при этом резьбовое соединение болта с поперечным отверстием 1 и упора с отверстием 2 затягивают с усилием, исключающем протечку газа. Затем головку болта 1 соединяют с упором с отверстием 2 также с помощью электросварки. При отсутствии утечки газа в соединениях устройства и газопровода работы завершают.

1. Способ ликвидации утечек газа, включающий три этапа последовательного выполнения работ по ликвидации утечек газа, а именно на первом этапе выполняют подготовительные работы, на втором этапе с помощью устройства для осуществления способа ликвидации утечек газа проводят работы по исключению возможности роста размеров дефектов и временно устраняют утечку газа из сквозного дефекта газопровода, на третьем этапе с помощью того же устройства производят полное устранение утечки газа из сквозного отверстия на дефектном участке газопровода, способ ликвидации утечек газа отличается тем, что при выполнении работ этим способом имеется возможность с помощью конструкции устройства поэтапно полностью устранить утечку газа из сквозного отверстия на дефектном участке газопровода, при этом конструкция устройства не предусматривает механического прижатия уплотнителя непосредственно к сквозному дефекту при помощи штока, в связи с этим разрушения утонченной стенки газопровода подверженного коррозии не может произойти, а также после полного устранения утечки газа на этом участке газопровода не остается какой-либо запорной арматуры.

2. Устройство для осуществления способа ликвидации утечек газа, состоящее из натяжного механизма и герметизирующего узла, отличающееся тем, что герметизирующий узел включает корпус, имеющий цилиндрическую форму, основание корпуса устройства, упор с отверстием, полый болт с поперечным отверстием, соединительную муфту, вытяжную свечу и упругий эластичный уплотнитель, размещенный между внутренней поверхностью основания устройства и наружной поверхностью ремонтируемого газопровода.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что конструкция вытяжной свечи позволяет отводить газ, исходящий от места производства огневых работ, на безопасное расстояние.