S-образный компенсатор для трубопровода

Полезная модель относится к трубопроводному транспорту, компенсатор предназначен для компенсации изгибающих моментов и механических напряжений, возникающих в местах соединения трубопровода-отвода с основным трубопроводом за счет изменения давления и температуры в трубопроводе-отводе и основном трубопроводе. Задачей полезной модели является компенсация продольных температурных деформаций подземного трубопровода и снижение сжимающих, растягивающих и изгибающих напряжений, возникающих в тройниковых узлах подсоединения трубопроводов-отводов и байпасных линий. Предлагаемая конструкция компенсатора для трубопровода включает трубопровод-отвод и основной трубопровод, которые укладываются по S-образной траектории на участках, примыкающих к узлу врезки, в широкую траншею и засыпаются упругодеформируемым грунтом (например, торфом) или между стенкой траншеи и трубопроводом укладывают упругодеформируемые элементы. Для исключения попадания минерального грунта засыпки между упругодеформируемыми элементами или смешивания минерального грунта засыпки и упругодеформируемого грунта по всей длине S-образного компенсатора укладывается прокладочный материал.

Полезная модель относится к трубопроводному транспорту, компенсатор предназначен для компенсации продольных сжимающих и растягивающих усилий, возникающих на линейной части трубопровода, и может быть использован при сооружении трубопроводов.

В практике трубопроводного строительства при прокладке подземных трубопроводов используются различные способы и конструктивные решения по компенсации температурных деформаций. Большое распространение получили П, Г-образные компенсаторы, обладающие большой компенсационной способностью (до 600-700 мм) и применяющиеся в трубопроводах для широкого диапазона давлений и температур. П, Г-образные компенсаторы обладают сравнительной простотой изготовления, монтажа и эксплуатации. Их недостатки: большой расход труб, большие габаритные размеры и необходимость сооружения специальных опорных конструкций (Ф.М.Мустафин, Л.И.Быков, Г.Г.Васильев и др. - Технология сооружения газонефтепроводов. Под ред. Г.Г.Васильева. Т.1: Учебник. - Уфа: Нефтегазовое дело, 2007. - 632 с.)

Прототипом полезной модели является Z-образный компенсатор (Петров И.П., Спиридонов В.В. Надземная прокладка трубопроводов. М.: Недра. 1973. - 472 с.), состоящий из трубопровода, уложенного по зигзагообразной траектории на опорах.

Недостатком прототипа является высокая металлоемкость конструкции и трудоемкость монтажа компенсатора для трубопровода.

Задачей полезной модели является компенсация продольных температурных деформаций основного трубопровода и трубопровода-отвода и снижение сжимающих, растягивающих и изгибающих напряжений, возникающих в тройниковых узлах подсоединения трубопроводов-отводов и байпасных линий.

Указанная задача решается тем, что в компенсаторе для трубопровода, включающем трубопровод-отвод и основной трубопровод, уложенные по S-образной траектории на участках, примыкающих к узлу врезки, согласно полезной модели, трубопроводы укладывают в траншеи, при этом трубопроводы изолированы от стенки траншеи с помощью упругодеформируемого материала. В качестве упругодеформируемого материала можно использовать упругодеформируемый грунт (например, торф) или упругодеформируемые элементы. Для исключения попадания минерального грунта засыпки между упругодеформируемыми элементами или смешивания минерального грунта засыпки и упругодеформируемого грунта по всей длине S-образного компенсатора укладывают прокладочный материал, представляющий собой полимерную ленту (полиэтиленовую, поливинилхлоридную, полипропиленовую, резинотканевую), утилизированную металлокордовую транспортную ленту. Оставшийся объем траншеи засыпается естественным минеральным грунтом.

Упругодеформируемые элементы представляют собой мешки или емкости различной геометрической формы с габаритными размерами (0,2-1,5 м)×(0,4-3,0 м) (в зависимости от диаметра трубопровода и района строительства), заполненные стружкой непрессованных стекловолокнистых материалов, или пенопропиленовых, поролоновых и других упругодеформируемых материалов, выдерживающих нагрузку грунта до 2 т/м² с деформацией до 5-10% от максимальной деформационной возможности.

На фиг.1 представлен общий вид компенсатора, на фиг.2 представлен разрез А-А фиг.1.

Компенсатор для трубопровода состоит из трубопровода-отвода 1, основного трубопровода 2, упругодеформируемых элементов 3, упругодеформируемого грунта 4, прокладочного материала 5.

Принцип работы S-образного компенсатора для трубопровода заключается в следующем. Продольные силы, возникающие от действия перепада температур и внутреннего давления, вызывают продольное перемещение основного трубопровода 2, что может привести к разрушению трубопровода-отвода 1. Также продольные силы, возникающие в трубопроводе-отводе 1, могут вызвать смятие или разрушение основного трубопровода 2. Вследствие засыпки трубопроводов упругодеформируемым грунтом 4 или установки упругодеформируемых элементов 3 происходит свободное перемещение трубопроводов в траншее и естественная компенсация напряжений.

Величины L и В на фиг.1 находятся в пределах L=50150 и более метров, В=2050 и более метров и определяются в зависимости от геометрических и прочностных характеристик трубопроводов, конкретных условий прокладки и, как следствие, возможной расчетной величины деформации уложенных и засыпанных трубопроводов.

Для достижения целей полезной модели участки основного трубопровода и трубопровода-отвода, прилегающие к узлу врезки, укладывают в траншеи по S-образной траектории. Траншею засыпают упругодеформируемым грунтом или между стенкой траншеи и трубопроводом устанавливают упруго деформируемые элементы.

Предлагаемая конструкция компенсатора позволяет повысить эксплуатационную надежность данного участка трубопровода при упрощении изготовления и уменьшении трудоемкости монтажа компенсатора для трубопровода.

1. Компенсатор для трубопровода, включающий трубопровод-отвод и основной трубопровод, уложенные по S-образной траектории на участках, примыкающих к узлу врезки, отличающийся тем, что трубопроводы укладывают в траншеи, при этом трубопроводы изолируют от стенки траншеи с помощью упругодеформируемого материала.

2. Компенсатор для трубопровода по п.1, отличающийся тем, что в качестве упругодеформируемого материала используют упругодеформируемый грунт, например торф.

3. Компенсатор для трубопровода по п.1, отличающийся тем, что в качестве упругодеформируемого материала используют упругодеформируемые элементы, представляющие собой мешки или емкости различной геометрической формы, заполненные стружкой непрессованных стекловолокнистых материалов, или пенопропиленовых, поролоновых и других упругодеформируемых материалов.

4. Компенсатор для трубопровода по п.1, отличающийся тем, что по всей длине S-образного компенсатора укладывают прокладочный материал.