Анализ системы сбора и подготовки Карлово-Сытовского месторождения Самарской области. Анализ системы сбора и подготовки Карлово-Сытовского месторожден. Курсовой проект по дисциплине Сбор и подготовка скважинной продукции и экологическая безопасность
 Скачать 6.58 Mb.
|
|
Патентный обзор на тему «Теплоизоляционные материалы»  ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРУБОПРОВОДА (57) Реферат: Заявляемая полезная модель относится к теплоизоляционным устройствам для теплоизоляции различного вида трубопроводов. Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является увеличение срока эксплуатации теплоизоляции за счет предотвращения деформаций теплоизоляции при невертикальных и вращающих нагрузках, а также упрощение конструкции устройства, облегчающее и ускоряющее его монтаж на трубопроводе. Предложенная конструкция уплотнительного устройства решает поставленную задачу.  Заявляемая полезная модель относится к теплоизоляционным конструкциям для теплоизоляции различного вида трубопроводов и других устройств в различных областях промышленности, сельского хозяйства, зданий, сооружений. Аналогом заявляемой полезной модели является теплоизоляционное устройство, состоящее из слоя теплоизолирующего материала и защитного покрытия, содержащего вставку, размещенную в верхней части покрытия (части покрытия, противоположной части покрытия, обращенной к поверхности земли), при этом вставка выполнена с неудобным для ходьбы профилем, усложняющим пешее передвижение по трубе (см. патент РФ №2715949, МПК F16L 59/10, 2020 г.). Существенные признаки аналога «слой теплоизолирующего материала, защитное покрытие» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели. Недостатком аналога является сложность обслуживания трубопровода, до некоторых элементов которого (нуждающихся в периодическом обслуживании) можно добраться только пешим передвижением по трубе (причем необходимо нести с собой инструменты и приборы). Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является теплоизоляционное устройство для трубопровода, содержащее теплоизоляционный слой из упруго-деформируемого материала и состоящее из двух частей защитное покрытие, размещенное снаружи теплоизоляционного слоя, причем теплоизоляционный слой содержит элементы (упирающиеся в трубопровод опоры защитного покрытия), ограничивающие его деформацию при сжимающих нагрузках, при этом защитное покрытие выполнено секционным по длине трубопровода и гофрированным (см. патент РФ №192200, МПК F16D 59/10, 2019 г.). Существенные признаки наиболее близкого аналога «теплоизоляционный слой из упруго-деформируемого материала, состоящее из двух частей защитное покрытие, размещенное снаружи теплоизоляционного слоя, теплоизоляционный слой содержит опоры защитного покрытия, защитное покрытие выполнено секционным по длине трубопровода, защитное покрытие выполнено гофрированным» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели. Недостатками наиболее близкого аналога является сложность изготовления устройства на трубопроводе (требуется изготовление отверстий для опорных элементов и размещение элементов в них), а также возможность неравномерного и не одинакового сдвига опорных элементов при не симметричных (не вертикальных) и ударных нагрузках на теплоизоляционное устройство, что приводит к нарушению конфигурации теплоизоляции и, как следствие, потере значительной части теплоизоляционных свойств. Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является увеличение срока эксплуатации теплоизоляции за счет предотвращения деформаций теплоизоляции при не вертикальных и ударных нагрузках, а также упрощение конструкции устройства, облегчающее и ускоряющее его монтаж на трубопроводе. Для достижения указанного технического результата в теплоизоляционном устройстве для трубопровода, содержащем теплоизоляционный слой из упруго-деформируемого материала, состоящее из двух частей защитное покрытие, размещенное снаружи теплоизоляционного слоя и выполненное гофрированным секционно по длине трубопровода, опорные элементы защитного покрытия, упирающиеся в трубопровод, при этом каждая секция защитного покрытия содержит три опорных элемента, один из которых размещен в верхней (противоположной поверхности земли) части теплоизоляционного устройства, а два других - по бокам теплоизоляционного покрытия (по бокам трубопровода), причем каждый опорный элемент включает снабженную упирающимися в трубопровод П-образными металлическими скобами плоскую опору, на которой зафиксировано защитное покрытие, при этом плоская опора размещена продольно трубопроводу, а П-образные скобы размещены поперечно трубопроводу, а теплоизоляционный слой из упруго-деформируемого материала в верхней (противоположной поверхности земли) части теплоизоляционного устройства выполнен сдвоенным. Существенные признаки заявляемой полезной модели «каждая секция защитного покрытия содержит три опорных элемента, один из которых размещен в верхней части теплоизоляционного устройства, а два других - по бокам теплоизоляционного устройства, каждый опорный элемент включает снабженную упирающимися в трубопровод П-образными металлическими скобами плоскую опору, на которой зафиксировано защитное покрытие, плоская опора размещена продольно трубопроводу, а П-образные скобы размещены поперечно трубопроводу, теплоизоляционный слой из упруго-деформируемого материала выполнен сдвоенным в верхней части теплоизоляционного устройства» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога. На фиг. представлено теплоизоляционное устройство, смонтированное на трубопроводе (поперечное сечение). Теплоизоляционное устройство включает размещенный на трубопроводе 1 теплоизоляционный слой 2, снаружи которого размещено защитное покрытие 3. Теплоизоляционный слой выполнен из упруго-деформируемого при монтажных нагрузках материала, например базальтового волокна, минеральной ваты, различных нетканых материалов и т.п. В верхней части теплоизоляционного устройства теплозащитный слой выполнен сдвоенным с сохранением толщины теплоизоляции (засчет упругого деформирования). Защитное покрытие выполнено гофрированным (на фиг. гофры не показаны), при этом гофры размещены по окружности теплоизоляционного устройства поперечно трубопроводу. Защитное покрытие выполнено секционным по длине трубопровода, соединение секций может иметь различную конструкцию. Защитное покрытие состоит из двух частей, верхней части 4 и нижней части 5, соединенных между собой с наложением («внахлест»). Защитное покрытие может быть выполнено из листового гофрированного металла или другого материала. Защитное покрытие зафиксировано к опорным элементам 6 (например, саморезами), включающим П-образные металлические скобы 7, упирающиеся в трубопровод, и зафиксированную к скобам плоскую опору 8 (например, деревянную). Каждая плоская опора может содержать 2, 3 или более П-образных скоб, зафиксированных с плоской опорой, например, саморезами, болтами и т.д. Один опорный элемент размещен в верхней части теплоизоляционного устройства (в верхней части защитного покрытия), а два другие - по противоположным бокам теплоизоляционного устройства в зонах соединения частей защитного покрытия. К этим размещенным по бокам опорным элементам зафиксированы обе части защитного покрытия. Плоские опоры размещены продольно оси трубопровода, а П-образные скобы поперечно ей. Конкретным примером заявляемой полезной модели является теплоизоляционное устройство СТУ, теплоизоляционный слой которого выполнен из материала типа «Кнауф», защитное покрытие для диаметров от 600 мм до 1600 мм выполнено из оцинкованной стали толщиной 0,5 мм с высотой волн гофр от 12 мм до 14 мм, шаг волн от 42 мм до 44 мм, радиус вершин гофр от 10 мм до 12 мм. Плоские опоры выполнены из досок с тремя П-образными скобами каждая. Заявляемое теплоизоляционное устройство позволяет не просто исключить проминание теплоизоляционного слоя и его «сползание» в нижнюю часть трубопровода при хождении людей по трубопроводу, но и исключает за счет П-образных скоб возможность сдвига опорных элементов при разнообразных не вертикальных и других значительных (ударных) нагрузках на теплоизоляцию (хождение не по центру трубопровода, не симметричная снежно-ледовая нагрузка, падение на трубопровод различных предметов и пр.). В результате предотвращается деформация теплоизоляции, что увеличивает срок ее эксплуатации. Также не требуется изготовление специальных отверстий в теплоизоляционном слое для опорных элементов, поскольку П-образные скобы легко протыкают нетканые материалы при монтажных нагрузках. В результате упрощается конструкция теплоизоляционного устройства и ускоряется его монтаж. Формула полезной модели Теплоизоляционное устройство для трубопровода, включающее теплоизоляционный слой из упруго-деформируемого материала, состоящее из двух частей защитное покрытие, размещенное снаружи теплоизоляционного слоя и выполненное гофрированным секционно по длине трубопровода, опорные элементы защитного покрытия, упирающиеся в трубопровод, отличающееся тем, что каждая секция защитного покрытия содержит три опорных элемента, один из которых размещен в верхней части теплоизоляционного устройства, а два других - по бокам теплоизоляционного устройства, каждый опорный элемент включает снабженную упирающимися в трубопровод П-образными металлическими скобами плоскую опору, на которой зафиксировано защитное покрытие, при этом плоская опора размещена продольно трубопроводу, а П-образные скобы размещены поперечно трубопроводу, причем теплоизоляционный слой из упруго-деформируемого материала выполнен сдвоенным в верхней части теплоизоляционного устройства.   КОМБИНИРОВАННАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ ПОДЗЕМНОГО ТРУБОПРОВОДА Реферат: Полезная модель относится к области строительства магистральных трубопроводов и может быть использована при подземной прокладке трубопроводов в условиях многолетнемерзлых грунтов преимущественного островного типа. Задачей полезной модели является разработка комбинированной теплоизоляции подземного трубопровода с достижением следующего технического результата: минимизация теплового воздействия на вмещающий мерзлый грунт с дальнейшим обеспечением стабилизации проектного положения трубопровода за счет предотвращения недопустимых пластических деформаций трубопровода и поддержанием температуры перекачиваемого продукта без дополнительного подогрева во время эксплуатации. Комбинированная теплоизоляция подземного трубопровода представляет собой короб, внутри которого размещен трубопровод в теплоизоляции, покрытый изнутри геомембраной, заполненный сухим торфом, при этом в высших точках продольного профиля трассы трубопровода короб выполнен из полистиролбетонных плит со встроенным и выходящим на поверхность автоматизированным вентиляционным патрубком, открывающимся при срабатывании датчика температуры, а на остальных участках трассы короб выполнен из пенополистирольных плит. Короб из пенополистирольных плит выполнен путем их соединения «шип-паз» с использованием композитного клея или клея-пены с требуемыми техническими характеристиками, а короб из полистиролбетонных плит - с использованием композитного клея или клея-пены с требуемыми техническими характеристиками.  Полезная модель относится к области строительства магистральных трубопроводов и может быть использована при подземной прокладке трубопроводов в условиях многолетнемерзлых грунтов преимущественного островного типа. Опыт строительства в условиях многолетнемерзлых грунтов показывает непригодность классических технических решений по теплоизоляции подземных трубопроводов. В связи с этим возникает необходимость разработки конструкции теплоизоляции подземного трубопровода в условиях многолетнемерзлых грунтов с минимальным воздействием на мерзлый грунт и предупреждением прогрессирующего таяния грунтов под трубопроводом. Известна конструкция комбинированной теплоизоляции, заключающаяся в применении заводской кольцевой теплоизоляции трубопровода из пенополистирола и дополнительного теплоизоляционного экрана (Лисин Ю.В., Сощенко А.Е., Суриков В.И., Павлов В.В., Зотов М.Ю. Технические решения по способам прокладки нефтепровода Заполярье - НПС «Пурпе» // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2014. №1 (13). С. 24-28.). Недостатком известной конструкции является неудовлетворительное снижение тепловой нагрузки на многолетнемерзлые грунты основания. Ореолы растепления не исключаются, хоть и уменьшается осадка грунтов при оттаивании. Дополнительные напряжения в стенке трубы из-за просадки основания остаются. Известна конструкция комбинированной теплоизоляции, заключающаяся в применении в качестве элементов теплоизоляции пустотелых железобетонных плит перекрытия и кремнезита и керамзита, заключенных в нетканый синтетический материал [Патент №2613151 РФ. Способ прокладки подземного трубопровода / Беляков А.А., Глушкова Н.В., Лисин В.Н., Михайлов А.Т., Шерегов Д.Н. Опубл. 15.03.2017 // БИ. - №8.]. Однако, несмотря на наличие кремнезитовой постели между железобетонной плитой и уложенным на него трубопроводом, конструкция «труба-плита» остается жесткой. Существенным недостатком керамзита, используемого в качестве теплоизоляционного материала, является высокая хрупкость. Его засыпка в траншею без нарушения структуры не представляется возможным, а нарушение структуры гранул приведет к снижению теплоизоляционных свойств. Также на теплоизоляционный материал (керамзит) постоянно воздействует влага, так как полотнища из НСМ, которыми он ограничен, водопроницаемые. Керамзит имеет пористую структуру, благодаря которой он хорошо впитывает влагу. Однако, при длительном воздействии влаги керамзит резко теряет свои теплоизоляционные свойства и разрушается. В связи с этим теплопроводность околотрубного пространства увеличится, будет происходить неравномерное растепление ММГ, трубопровод начнет терять своё проектное положение. Так как он жестко связан с железобетонной плитой, могут возникнуть опасные деформации в трубопроводе вплоть до его защемления и разрыва. Наиболее близкой к заявленному техническому решению является комбинированная теплоизоляция подземного трубопровода, включающая трубопровод в теплоизоляции и короб (Р 536-84. Рекомендации по проектированию теплоизоляционных конструкций магистральных трубопроводов. - М.: ВНИИСТ, 1985. С. 32-34). Недостатком предлагаемого технического решения является то, что коэффициент теплопроводности железобетонного короба может достигать до 2,04 Вт/(м⋅град), то есть будет происходить растепление окружающего короб грунта. В процессе дальнейшей эксплуатации трубопровода может возникнуть пучение или просадка грунта, что поспособствует образованию трещин в коробе. В результате этого трубопровод будет терять свое проектное положение и окажется защемлен, что приведет к возникновению недопустимых пластических деформаций или прорыву трубопровода. При высоком коэффициенте теплопроводности железобетона тепло не будет долго задерживаться в коробе, следовательно, перекачиваемый по трубопроводу продукт необходимо будет постоянно подогревать. Задачей полезной модели является разработка комбинированной теплоизоляции подземного трубопровода с достижением следующего технического результата: минимизация теплового воздействия на вмещающий мерзлый грунт с дальнейшим обеспечением стабилизации проектного положения трубопровода за счет предотвращения недопустимых пластических деформаций трубопровода и поддержанием температуры перекачиваемого продукта без дополнительного подогрева во время эксплуатации. Поставленная задача решается тем, что в комбинированной теплоизоляции подземного трубопровода, представляющей собой короб, внутри которого размещен трубопровод в теплоизоляции, согласно полезной модели, короб покрыт изнутри геомембраной, а также заполнен сухим торфом, при этом в высших точках продольного профиля трассы трубопровода элементы короба выполнены из полистиролбетонных плит со встроенным и выходящим на поверхность автоматизированным вентиляционным патрубком, выполненным с возможностью открывания при срабатывании установленного внутри короба датчика температуры, а на остальных участках трассы элементы короба выполнены из пенополистирольных плит. Элементы короба из пенополистирольных плит выполнены путем их соединения «шип-паз» с использованием композитного клея или клея-пены с требуемыми техническими характеристиками, а элементы короба из полистиролбетонных плит - с использованием композитного клея или клея-пены с требуемыми техническими характеристиками. Элементы короба из пенополистирольных плит представляют собой прямоугольные плиты размерами L×h×δ или L×В×δ, где L - длина элемента, составляет до 10 м; h или В - ширина элемента, которая соответствует параметрам траншеи (высоте или ширине траншеи соответственно); δ - толщина элемента не более 0,1 м. Элементы короба из полистиролбетонных плит представляют собой прямоугольные плиты размерами L1×h'×δ или L1×B×δ, где L1 - длина элемента, составляет до 1 м; h' или В - ширина элемента, которая соответствует параметрам траншеи (высоте или ширине траншеи соответственно); δ - толщина элемента не более 0,1 м. На фиг. 1 изображена принципиальная схема комбинированной теплоизоляции в высшей точке продольного профиля трассы трубопровода (а) и на остальном участке трассы (б), на фиг. 2 - составные элементы короба из пенополистирольных плит (а) и из полистиролбетонных плит (б), на фиг. 3 - схема расположения элементов короба из полистиролбетонных плит с вентиляционным патрубком по длине трассы трубопровода. Комбинированная теплоизоляция подземного трубопровода содержит короб 1, покрытый изнутри геомембраной 2 и засыпанный сухим торфом 3, на который уложен трубопровод 4 в теплоизоляции, выполненный из пенополистирольных плит 5 и из полистиролбетонных плит 6 со встроенным и выходящим на поверхность автоматизированным вентиляционным патрубком 7, открывающимся при срабатывании датчика 8 температуры, установленного внутри короба. Сбор комбинированной теплоизоляции осуществляется следующим образом. Стенки разработанной траншеи закрывают элементами короба из пенополистирольных плит 5 путем соединения «шип-паз» с использованием композитного клея или клея-пены с требуемыми техническими характеристиками, а затем покрывают геомембраной 2 для предотвращения попадания влаги. Далее в короб из пенополистирольных плит 5 засыпают сухой торф 3, укладывают трубопровод 4 в теплоизоляции, досыпают сухой торф 3 до высоты короба 1, сваривают геомембрану 2 и герметично закрывают короб 1. В высших точках продольного профиля трассы трубопровода элементы короба 1 выполнены из полистиролбетонных плит 6 со встроенным и выходящим на поверхность автоматизированным вентиляционным патрубком 7, открывающимся при срабатывании датчика 8 температуры и вентилирующим внутреннее пространство между трубопроводом 4 и стенкой короба 1, чтобы не допустить возникновение парникового эффекта внутри короба 1. Так как торф является сильнодеформируемым грунтом, трубопровод будет компенсировать продольные деформации за счет свободного перемещения. Торф обладает низкой теплопроводностью (λгр варьирует 0,06…0,45 Вт/(м⋅град)), следовательно, тепло от эксплуатируемого трубопровода практически не достигнет стенок траншеи. Тепло будет оставаться в пределах изолированной траншеи, что позволит сохранить температуру перекачиваемого продукта без дополнительного подогрева во время эксплуатации В предлагаемой конструкции торф обладает не только теплоизолирующими свойствами, а также пригружающими. В случае возникновения аварийных ситуаций и повреждении элементов комбинированной теплоизоляции, возможна их замена с дальнейшим обеспечением полной герметичности конструкции. Формула полезной модели 1. Комбинированная теплоизоляция подземного трубопровода, представляющая собой короб, внутри которого размещен трубопровод в теплоизоляции, отличающаяся тем, что короб покрыт изнутри геомембраной и заполнен сухим торфом, при этом в высших точках продольного профиля трассы трубопровода элементы короба выполнены из полистиролбетонных плит со встроенным и выходящим на поверхность автоматизированным вентиляционным патрубком, выполненным с возможностью открывания при срабатывании установленного внутри короба датчика температуры; на остальных участках трассы элементы короба выполнены из пенополистирольных плит. 2. Комбинированная теплоизоляция подземного трубопровода по п. 1, отличающаяся тем, что элементы короба из пенополистирольных плит выполнены путем их соединения «шип-паз» с использованием композитного клея или клея-пены, а элементы короба из полистиролбетонных плит - только с использованием композитного клея или клея-пены. 3. Комбинированная теплоизоляция подземного трубопровода по п. 1, отличающаяся тем, что элементы короба из пенополистирольных плит представляют собой прямоугольные плиты размерами L×h×δ или L×B×δ, где L - длина элемента, составляет до 10 м; h или В - ширина элемента, которая соответствует параметрам траншеи, высоте или ширине траншеи соответственно, δ - толщина элемента не более 0,1 м. 4. Комбинированная теплоизоляция подземного трубопровода по п. 1, отличающаяся тем, что элементы короба из полистиролбетонных плит представляют собой прямоугольные плиты размерами L1×h'×δ или L1×B×δ, где L1 - длина элемента, составляет до 1 м; h' или В - ширина элемента, которая соответствует параметрам траншеи, высоте или ширине траншеи соответственно, δ - толщина элемента не более 0,1 м.    |