RU25569U1 - LOW PRESSURE GAS PIPELINE - Google Patents

Abstract

1. Газопровод низкого давления, представляющий собой трубопровод из углеводородостойкого синтетического материала, отличающийся тем, что трубопровод выполнен в виде оболочки из газонепроницаемого пленочно-тканевого материала, при этом оболочка снабжена бандажами, посредством которых она подвешена на опорах, закрепленных в грунте.2. Газопровод по п.1, отличающийся тем, что бандажи выполнены из токопроводящего материала и заземлены.1. The low pressure gas pipeline, which is a pipeline made of hydrocarbon-resistant synthetic material, characterized in that the pipeline is made in the form of a shell of a gas-tight film-fabric material, while the shell is equipped with bandages, by means of which it is suspended on supports fixed in the ground. The gas pipeline according to claim 1, characterized in that the bandages are made of conductive material and are grounded.

Description

ГАЗОПРОВОД НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯLOW PRESSURE GAS PIPELINE

Предполагаемая полезная модель относится к трубопроводам для газов, а именно к газопроводам низкого давления и может найти применение для транспортирования природного газа.The proposed utility model relates to pipelines for gases, namely, low pressure gas pipelines and may find application for transporting natural gas.

По величине напора газа в трубопроводе различают газопроводы низкого давления (до 1.2 МПа), среднего давления (1.2 - 2.5 МПа) и высокого давления (более 2.5 МПа). (Транспорт и хранение нефти и газа. Изд. «Недра, М., 1975).The gas pressure in the pipeline is distinguished by gas pipelines of low pressure (up to 1.2 MPa), medium pressure (1.2 - 2.5 MPa) and high pressure (more than 2.5 MPa). (Transport and storage of oil and gas. Ed. "Nedra, M., 1975).

Газопроводы высокого и среднего давления сооружают исключительно из стальных труб диаметром 426 - 1420 мм и толщиной стенки 6 - 18 мм (Добыча, подготовка и транспорт природного газа и конденсата. Справочное руководство, т. 2. Изд. «Недра, М., 1984). Вследствие большого диаметра труб и значительного рабочего давления эти газопроводы имеют высокую производительность, а так как при их строительстве используются трубы из легированных сталей, то газопроводы, как правило магистральные, надежны в эксплуатации. Вместе с тем они весьма металлоемки и трудоемки при прокладке, что требует больших финансовых, материальных и трудовых затрат.High and medium pressure gas pipelines are built exclusively from steel pipes with a diameter of 426 - 1420 mm and a wall thickness of 6 - 18 mm (Production, preparation and transport of natural gas and condensate. Reference guide, vol. 2. Publishing house "Nedra, M., 1984) . Due to the large diameter of the pipes and significant working pressure, these pipelines have high productivity, and since alloy steel pipes are used in their construction, gas pipelines, as a rule, are mains and are reliable in operation. However, they are very metal consuming and laborious when laying, which requires large financial, material and labor costs.

Газопроводы низкого давления сооружаются, в основном, для транспортирования природного газа на небольшие расстояния, например, в пределах промышленного предприятия или населенного пункта. В этом случае используются тонкостенные металлические трубы или трубы из синтетических, керамических или иных материалов.Low pressure gas pipelines are constructed mainly for transporting natural gas over short distances, for example, within an industrial enterprise or settlement. In this case, thin-walled metal pipes or pipes made of synthetic, ceramic or other materials are used.

Известен трубопровод низкого давления для транспортирования природного газа (Логинов В. С. и др. Газопроводы из полиэтиленовых труб. г. Саратов, 1968). Этот газопровод и принят нами за прототип. Газопровод сооружается из труб диаметром 16 - 315 мм и толщиной стенки 2-12 мм, изготовленный из твердых (жестких) синтетических углеводородостойких материалов, в частности термопластов, например полиэтилена, винипласта. Рабочее давление такого газопровода составляет 0.25 - 1.0 МПа при прочности материала труб на растяжение до 210 кг/см2. Трубы соединены между собой резьбовыми соединениями, либо свариваются или склеиваются. Собранный таким образом газопровод укладывают в траншею глубиной не менее 1 м и засыпают грунтом.Known low pressure pipeline for transporting natural gas (V. Loginov and others. Gas pipelines from polyethylene pipes. Saratov, 1968). This gas pipeline was adopted by us as a prototype. The gas pipeline is constructed from pipes with a diameter of 16 - 315 mm and a wall thickness of 2-12 mm, made of solid (rigid) synthetic hydrocarbon-resistant materials, in particular thermoplastics, for example polyethylene, vinyl plastic. The working pressure of such a gas pipeline is 0.25 - 1.0 MPa with a pipe material tensile strength of up to 210 kg / cm2. Pipes are interconnected by threaded connections, or welded or glued. The gas pipeline thus assembled is laid in a trench with a depth of at least 1 m and covered with soil.

Несмотря на определенные преимущества (дешевизна материала труб, отсутствие коррозии и т. п. ), газопровод из синтетических материалов, в данном случае термопластов, имеет и ряд недостатков, основными из которых являются:Despite certain advantages (low cost of pipe material, lack of corrosion, etc.), a gas pipeline made of synthetic materials, in this case thermoplastics, has a number of disadvantages, the main of which are:

-низкая производительность из-за небольшого диаметра труб,- low productivity due to the small diameter of the pipes,

-относительно высокая стоимость прокладки газопровода вследствие значительного объема землеройных работ,- the relatively high cost of laying the pipeline due to the significant amount of excavation work,

-трудность проведения профилактических и ремонтных работ из-за необходимости вскрытия траншей.-the difficulty of carrying out preventive and repair work due to the need to open trenches.

В этой связи поставлена задача - повысить производительность газопровода низкого давления и исключить трудоемкие землеройные работы при его прокладке.In this regard, the task was set to increase the productivity of the low-pressure gas pipeline and to eliminate labor-intensive excavation during its laying.

20011072202001107220

0 J .г t 0 0 J .g t 0

M7Df/02 M7Df / 02

мягкого (гибкого) материала, в том числе пленочного, тканевого или рулонного материала. Оболочка снабжена бандажами, посредством которых она на растяжках подвешена на опорах, поддерживающих ее над поверхностью земли. С целью снятия с поверхности оболочки электрических зарядов, бандажи и крепежные элементы выполнены из токопроводящего материала и заземлены. Опоры укреплены в грунте и при необходимости закреплены боковыми растяжками.soft (flexible) material, including film, fabric or roll material. The shell is equipped with bandages, through which it is suspended on stretch marks on the supports supporting it above the ground. In order to remove electric charges from the shell surface, the bandages and fasteners are made of conductive material and are grounded. The supports are reinforced in the ground and, if necessary, secured with lateral extensions.

Далее сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:Further, the essence of the utility model is illustrated by drawings, which depict:

-на фиг. 1 - общий вид газопровода (вид сбоку),FIG. 1 - General view of the gas pipeline (side view),

-на фиг. 2 - поперечный разрез по газопроводу.FIG. 2 is a cross section through a gas pipeline.

Газопровод представляет собой оболочку 1 из мягкого (гибкого) материала. Через определенные расстояния оболочку плотно опоясывают бандажи 2, которые растяжками 3 соединены с опорами 4. Таким образом оболочка висит над поверхностью земли. Чтобы компенсировать ветровую нагрузку на оболочку 1 опоры 4 заглублены в фунт и дополнительно снабжены боковыми растяжками 5, закрепленными на якорях 6.The gas pipeline is a shell 1 made of soft (flexible) material. After a certain distance, the casing is tightly encircled with bandages 2, which are connected by braces 3 to the supports 4. Thus, the casing hangs above the surface of the earth. To compensate for the wind load on the shell 1, the supports 4 are buried in a pound and are additionally equipped with side braces 5 fixed to the anchors 6.

Основным элементом газопровода является оболочка 1. Она может быть изготовлена из различных синтетических пленочных, тканевых или рулонных материалов. Основные требования к материалу оболочки следующие: углеводородостойкость, газонепроницаемость, огне-жаростойкость, высокая механическая прочность и низкая плотность (объемный вес). Этим требованиям отвечает широкий спектр синтетических материалов, в том числе:The main element of the gas pipeline is shell 1. It can be made of various synthetic film, fabric or roll materials. The basic requirements for the shell material are as follows: hydrocarbon resistance, gas impermeability, fire and heat resistance, high mechanical strength and low density (bulk density). A wide range of synthetic materials meets these requirements, including:

пленки из полиамидов, полипропилена, поликарбоната, полиэтилентерефталата, полиимидофторопласта, поливинилхлорида и др;films from polyamides, polypropylene, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyimidofluoroplast, polyvinyl chloride and others;

-тканевые материалы, в том числе пленочные материалы, армированные тканями на основе капроновых нитей, например ткань, покрытая пленкой из хлорсульфинированного полиэтилена и нейрита (ткань «Волга), ткань на основе капрона, лавсана и высокомодульных материалов (ткань «кевлар) и др. Вообще же промышленностью освоен выпуск значительного количества синтетических тканей. К примеру, только из полиэтилентерефталата производят свыше десятка наименований тканей, таких как лавсан, терилен, дакрон, тетерон, элан, тергаль, тесил и др.- fabric materials, including film materials reinforced with fabrics based on kapron threads, for example, fabric coated with a film of chlorosulphonated polyethylene and neurite (Volga fabric), fabric based on kapron, lavsan and high-modulus materials (Kevlar fabric), etc. In general, the industry has mastered the production of a significant number of synthetic fabrics. For example, more than a dozen types of fabrics are produced from polyethylene terephthalate alone, such as lavsan, terylene, dacron, teteron, elan, tergal, tesil, etc.

-рулонные (утолщенные) материалы из вышеназванных синтетических пленочных и тканевых материалов. (1. Пленки из термопластов. Киев, 1968, 2. Пленки, ткани и сетки в гражданских и промышленных сооружениях. Казань, 1971. 3. Полимерные пленочные материалы. Изд. «Химия, М., 1976. 4. Бойко Ю. С. Воздухоплавание в изобретениях. Изд. «Транспорт, М., 1999). Следует отметить, что пленочные и тканевые материалы выпускаются толщиной до 3 мм, шириной до 1.5 м и длиной до 300 м. Вес 1 м2 пленочных и тканевых материалов, пригодных для изготовления оболочек газопроводов, составляет 150 - 500 г. Механическая прочность синтетических материалов достаточно высока и достигает 6 кН на 1 м. Газопровод собирается из отдельных секций - рукавов, которые свариваются или склеиваются известными методами.Roll (thickened) materials from the above synthetic film and fabric materials. (1. Films from thermoplastics. Kiev, 1968, 2. Films, fabrics and nets in civil and industrial buildings. Kazan, 1971. 3. Polymer film materials. Publishing house “Chemistry, M., 1976. 4. Boyko Yu. S Ballooning in inventions. Publishing house "Transport, M., 1999). It should be noted that film and fabric materials are produced up to 3 mm thick, up to 1.5 m wide and 300 m long. The weight of 1 m2 of film and fabric materials suitable for the manufacture of shells of gas pipelines is 150-500 g. The mechanical strength of synthetic materials is quite high and reaches 6 kN per 1 m. The gas pipeline is assembled from separate sections - hoses, which are welded or glued by known methods.

должен быть металлизирован с целью снятия электрических зарядов с поверхности оболочки 1.must be metallized in order to remove electric charges from the surface of the shell 1.

Растяжки 3 изготавливаются из металла, а опоры 4 из металла, бетона или иных прочных материалов. В случае, если опоры выполнены из неметаллических материалов, то бандажи 2 дополнительно соединены с заземляющим контуром электрическим проводником.Stretch marks 3 are made of metal, and supports 4 are made of metal, concrete or other durable materials. If the supports are made of non-metallic materials, then the bandages 2 are additionally connected to the ground loop by an electrical conductor.

Боковые растяжки 5 и якоря 6 изготавливаются из металла или других прочных материалов.Side extensions 5 and anchors 6 are made of metal or other durable materials.

Предлагаемый газопровод функционирует как обычный газопровод. Рабочее давление рассчитывается таким, чтобы оно не превышало прочности материала оболочки на разрыв. Для нагнетания газа можно использовать низконапорные компрессоры или высокопроизводительные вентиляторы. Однако, в отличие от традиционного газопровода он имеет одну особенность - его можно выполнить с отрицательной, нулевой или положительной плавучестью. Это объясняется тем, то соотношение плотности природного газа и воздуха составляет около 0.55, т. е. природный газ почти в полтора раза легче воздуха. Посредством регулирования величины диаметра оболочки и плотности материала, из которого она изготовлена, можно добиться такого результата, что газопровод будет «парить над поверхностью земли. Это упрощает конструкцию крепежных элементов, прокладку и эксплуатацию газопровода.The proposed gas pipeline functions like a regular gas pipeline. The working pressure is calculated so that it does not exceed the tensile strength of the shell material. For gas injection, low-pressure compressors or high-performance fans can be used. However, unlike a traditional gas pipeline, it has one feature - it can be performed with negative, zero, or positive buoyancy. This is due to the fact that the density ratio of natural gas and air is about 0.55, i.e., natural gas is almost one and a half times lighter than air. By adjusting the value of the diameter of the shell and the density of the material from which it is made, it is possible to achieve such a result that the gas pipeline will "soar above the surface of the earth. This simplifies the design of fasteners, the laying and operation of the gas pipeline.

Далее следует один из вариантов осуществления предлагаемой полезной модели, который приводится на примере использования для изготовления оболочки из синтетического материала «кевлар. «Кевлар - это абсолютно газонепроницаемый синтетический тканевый материал на основе лавсана, капрона и высокомодульных материалов. Его прочность на разрыв составляет 5.5 кН на 1 м. Вес 1 м2 этого материала - 0.3 кг.The following is one of the embodiments of the proposed utility model, which is given as an example of using Kevlar. “Kevlar is an absolutely gas-tight synthetic fabric material based on lavsan, kapron and high-modulus materials. Its tensile strength is 5.5 kN per 1 m. The weight of 1 m2 of this material is 0.3 kg.

По нашему мнению наиболее оптимальное решение поставленной выше задачи при разработке данной полезной модели получается в случае, если газопровод будет иметь нулевую плавучесть, т. е. вес газопровода будет приблизительно равен подъемной силе заключенного в нем природного газа, т. е.In our opinion, the most optimal solution to the above problem when developing this utility model is obtained if the gas pipeline has zero buoyancy, i.e., the weight of the gas pipeline will be approximately equal to the lifting force of the natural gas contained in it, i.e.

,(1),(1)

где Рг - вес оболочки в кг, Рс - подъемная сила оболочки в кг.where Rg is the shell weight in kg, Pc is the shell lifting force in kg.

Рг ргхтгхДхЛ,(2)Rg rghtghhhh, (2)

где: РГ - вес 1 м2 материала оболочки, равный 0.3 кг, Д - диаметр оболочки в м, ттчисло пи, Л длина газопровода в м.where: RG is the weight of 1 m2 of shell material, equal to 0.3 kg, D is the shell diameter in m, the number is pi, L is the length of the gas pipeline in m

Рс (ттхД2хЛхрс)/4((3)Pc (ttxD2xLhrs) / 4 ((3)

где: PC- подъемная сила 1 м3 природного газа, равная около 0.6 кг. Подставляя выражения (2) и (3) в равенство (1), получим:where: PC is the lifting force of 1 m3 of natural gas, equal to about 0.6 kg. Substituting expressions (2) and (3) into equality (1), we obtain:

ргХтгхДхЛ (тт х Д2 х Л х рс)/4.(4)pgHtghhDhL (tt x D2 x L x pc) / 4. (4)

Отсюда Д 4 рг/ рс, а подставив в это выражение значения рг и рс, получаем, что Д 2 м. Следовательно при диаметре 2 м оболочка имеет нулевую плавучесть и свободно висит, т. е. «парит в воздухе.Hence, D 4 pg / pc, and substituting the values of pg and pc into this expression, we obtain that D 2 m. Therefore, with a diameter of 2 m, the shell has zero buoyancy and hangs freely, that is, it “hovers in air.

алюминиевым порошком. На бандажах имеются крепежные элементы (они показаны на чертежах крупными точками), посредством которых бандажи 2 вместе с оболочкой 1 на металлических растяжках 3 подвешиваются на опоры 4. В качестве опор предложено использовать отслужившие свой срок бурильные и обсадные трубы, а в качестве боковых растяжек - пряди бывших в употреблении талевых тросов.aluminum powder. On the bandages there are fasteners (they are shown in large figures on the drawings), by means of which the bandages 2 together with the sheath 1 on metal extensions 3 are suspended on the supports 4. It is proposed to use drill pipes and casing that have expired, and as lateral extensions - strands of used hoist cables.

Механическая прочность бандажей 2, растяжек 3 и опор 4 рассчитывают, исходя из возможной ветровой нагрузки на оболочку 1 .При необходимости опоры 4 укрепляют боковыми растяжками 5. Расстояние между опорами по длине газопровода также определяется расчетным путем с учетом диаметра оболочки, направления и силы ветра в данной местности.The mechanical strength of the bandages 2, stretch marks 3 and supports 4 is calculated based on the possible wind load on the shell 1. If necessary, the supports 4 are strengthened with side stretch marks 5. The distance between the supports along the length of the gas pipeline is also determined by calculation taking into account the diameter of the sheath, the direction and strength of the wind given area.

Для нагнетания в оболочку природного газа предлагается использовать мощные центробежные вентиляторы, применяемые для проветривания подземных капитальных горных выработок. При этом давление газа в газопроводе не должно превышать прочности оболочки на разрыв, т.е. 5.5 кН на 1 м.It is proposed to use powerful centrifugal fans used to ventilate underground mine workings to inject natural gas into the shell. In this case, the gas pressure in the gas pipeline should not exceed the tensile strength of the shell, i.e. 5.5 kN per 1 m.

По сравнению с прототипом предлагаемая полезная модель обеспечивает повышение производительности газопровода и снижает расходы на его сооружение благодаря тому, что оболочка имеет значительный диаметр, а ее расположение над поверхностью земли исключает землеройные работы.Compared with the prototype, the proposed utility model provides an increase in the productivity of the gas pipeline and reduces the cost of its construction due to the fact that the shell has a significant diameter, and its location above the surface of the earth eliminates excavation work.

ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИUSEFUL MODEL FORMULA

1.ГАЗОПРОВОД НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ, представляющий собой трубопровод из углеводородостойкого синтетического материала, отличающийся тем, что трубопровод выполнен в виде оболочки из газонепроницаемого пленочно-тканевого материала, при этом оболочка снабжена бандажами, посредством которых она подвешена на опорах, закрепленных в грунте.1. LOW PRESSURE GAS PIPELINE, which is a pipeline made of hydrocarbon-resistant synthetic material, characterized in that the pipeline is made in the form of a shell of a gas-tight film-fabric material, while the shell is equipped with bandages, by means of which it is suspended on supports fixed in the ground.

2.ГАЗОПРОВОД по п. 1, отличающийся тем, что бандажи выполнены из токопроводящего материала и заземлены.2. GAS PIPELINE according to claim 1, characterized in that the bandages are made of conductive material and are grounded.

Claims (2)

1. Газопровод низкого давления, представляющий собой трубопровод из углеводородостойкого синтетического материала, отличающийся тем, что трубопровод выполнен в виде оболочки из газонепроницаемого пленочно-тканевого материала, при этом оболочка снабжена бандажами, посредством которых она подвешена на опорах, закрепленных в грунте.1. The low pressure gas pipeline, which is a pipeline made of hydrocarbon-resistant synthetic material, characterized in that the pipeline is made in the form of a shell of a gas-tight film-fabric material, while the shell is equipped with bandages, by means of which it is suspended on supports fixed in the ground. 2. Газопровод по п.1, отличающийся тем, что бандажи выполнены из токопроводящего материала и заземлены.

2. The gas pipeline according to claim 1, characterized in that the bandages are made of conductive material and are grounded.