Разработка технологии и устройства для ремонта магистральных трубопроводов с вырезанием их дефектных участков

UDK: 622.692.4
DOI: 10.24887/0028-2448-2022-10-78-82
Ключевые слова: трубопровод, вырезание дефектных участков, напряженно-деформированное состояние (НДС), устройство, ремонт трубопровода, производственная безопасность, эффективность
Авт.: Э.Р. Джемилев (Санкт-Петербургский горный университет), И.А. Шаммазов (Санкт-Петербургский горный университет), д.т.н., Д.И. Сидоркин (Научный центр «Арктика»), к.т.н., Б.Н. Мастобаев (Уфимский гос. нефтяной технический университет), д.т.н., А.К. Гумеров (Уфимский гос. нефтяной технический университет), к.т.н.

При эксплуатации магистральных трубопроводов в теле трубы и на ее поверхности возникает множество дефектов. Основным и универсальным методом ремонта являются вырезание дефектного участка и приваривание на его место нового бездефектного. Данный вид ремонта применяется сервисными подразделениями компаний чаще всего. При этом процесс вырезания осложняется возможным резким смещением концов трубопровода, находящихся по обеим сторонам от места реза, что опасно для рабочего персонала, а также может приводить к повреждению режущего оборудования и отрыву металла трубы в конце процесса резки. Такое смещение концов трубопровода обусловлено изгибными напряжениями в его стенке, которые образуются в процессе строительства трубопровода при реализации проектных радиусов упругого изгиба, а также в процессе эксплуатации при подвижках грунта и изменении окружающих условий, в которых проложен трубопровод. Также для приваривания нового участка необходимо центрировать концы трубопровода до достижения ими положения соосности. Для этого применяются тяжелые, трудно транспортируемые трубоукладчики, что существенно повышает эксплуатационные затраты на проведение ремонтных работ.

В статье предложена конструкция устройства для фиксирования положения концов трубопровода в процессе его разрезания и центрирования концов перед привариванием нового участка. Представлен алгоритм расчета усилий, подаваемых на гидроцилиндры предлагаемого устройства для обеспечения центрирования концов трубопровода, исходя из его положения в пространстве непосредственно в ремонтном котловане. Предложенные конструкция устройств и расчетный алгоритм позволяют повысить как безопасность проведения ремонта, так и технологическую и экономическую эффективность процесса, что подтверждается расчетами и компьютерным моделированием напряженно-деформированного состояния трубопровода в процессе центрирования его концов.

Список литературы

1. Оценка влияния радиуса изгиба при расчетах продольных напряжений длительно эксплуатируемых трубопроводов / Р.М. Аскаров, А.К. Гумеров, Р.М. Каримов, Х.Ш. Шамилов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2020. – Т. 10. – № 3. – С. 234–242. – DOI: 10.28999/2541-9595-2020-10-3-234-242

2. Shammazov I.A., Sidorkin D.I., Dzhemilev E.R. Research of the dependence of the pipeline ends displacement value when cutting out its defective section on the elastic stresses in the pipe body // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – 2022. – V. 998. – Issue 2. – P. 022077. – DOI:10.1088/1755-1315/988/2/022077.

3. Индекс персонального риска, как перспективный инструмент управления человеческим фактором в охране труда / М. В. Туманов, С. Г. Гендлер, Е. И. Кабанов [и др.] // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2022. – № 6–1. – С. 230-247. – DOI:10.25018/0236_1493_2022_61_0_230.

4. Пат. 2312267 РФ, МПК F 16 L 3/00. Устройство для фиксации магистрального трубопровода / Е.М. Кирин, М.Н. Краснов, А.В. Ежов, заявитель и патентообладатель Пензенский гос. университет. – № 2006117671/06, заявл. 22.05.2006; опубл. 10.12.2007.

5. Пат. 2217650 РФ, МПК F 16 L 55/18. Устройство для центрирования труб / Г.Г. Хоперский, В.В. Прокофьев; заявитель и патентообладатель ОАО «Сибнефтепровод». – № 2000101521/06, заявл. 18.01.2000; опубл. 27.11.2003.

6. Пат. 2645837 РФ, МПК F 16 L 1/10. Центрирующее устройство / А.Г. Носов, А.К. Лесков, И.С. Галимов; заявитель и патентообладатель ПАО «Транснефть». – № 2016144995, заявл. 16.11.2016; опубл. 28.02.2018.

7. Пат. на полезную модель 148090 РФ, МПК F 16 L 1/26. Опорно-центрирующее устройство концевого участка магистрального нефте- или газопровода / Ю.Г. Матвеев, Ю.Д. Коннов, Д.И. Сидоркин; заявитель и патентообладатель ФГБОУВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет». – № 2014111881/06; заявл. 27.03.2014; опубл. 27.11.2013.

8. Пат. 2763096 РФ, МПК F16L 1/10, F16L 1/026. Устройство фиксирования и центрирования концов трубопровода при вырезке его дефектного участка / Д.И. Сидоркин, И.А. Шаммазов, Э.Р. Джемилев; заявитель и патентообладатель ФГБОУВО «Санкт-Петербургский горный университет». – № 2021109873; заявл. 09.04.2021; опубл. 27.12.2021.

9. Айнбиндер А.Б., Камерштейн А.Г. Расчет магистральных трубопроводов на прочность и устойчивость. – М.: Недра, 1982. – 344 с.

10. Гумеров А.К., Мастобаев Б.Н., Каримов Р.М. Напряженное состояние и прочность элементов конструкций из разнородных материалов // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. – 2020. – № 1. – С. 39–41. - https://doi.org/10.24411/0131-4270-2020-10108

11. Определение и прогнозирование напряженно-деформированного состояния трубопровода с учетом грунтовых изменений в процессе эксплуатации / А.К. Гумеров, Р.М. Каримов, Р.М. Аскаров, Х.Ш. Шамилов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2020. – Т. 10. – № 4. – С. 372–378. – DOI: 10.28999/2541-9595-2020-10-4-372-378



Внимание!
Купить полный текст статьи (формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.