RU2619954C1 - Method for repairing concreted portion of underwater pipeline and device for its implementation - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: method for repairing a concreted portion of an underwater pipeline consists in applying a coupling to the damaged section of the pipeline and filling its cavity with a composite sealing polymerizable compound. In order to exclude the destruction of the concrete coating of the concreted pipeline pipe, a shroud made of a polymeric material in the form of a thin-walled pipe split along the generatrix or successively arranged pipes is applied on a damaged pipe portion. Said sealing polymerizable composition is applied on the inner shroud surface. Thereinafter, over the shroud, the couplings are placed, enveloping the bandage and pressing it against the concrete layer surface. Wherein the coupling halves of each coupling are tightened with bolts and nuts in the direction towards each other. Said couplings are arranged successively along the shroud length, with the butt of one coupling abutting against the butt of another coupling.

EFFECT: reducing the repair time, simplifying the design.

4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области ремонта трубопроводов и, в частности, рассматривает новый способ ремонта обетонированного участка подводного трубопровода и конструкцию устройства, предназначенного для такого ремонта обетонированных стенок трубопроводов. В частности речь идет о трубопроводах, проложенных под водой.The invention relates to the field of repair of pipelines and, in particular, considers a new method for repairing a concrete part of an underwater pipeline and the design of a device designed for such repair of concrete walls of pipelines. In particular, we are talking about pipelines laid under water.

Под подводным трубопроводом понимается трубопровод, укладываемый ниже поверхности воды при пересечении рек, водохранилищ, озер, морских акваторий. К подводному трубопроводу относят и трубопроводы, прокладываемые в болотах. В зависимости от того, какой водоем пересекают подводные трубопроводы, они получают соответствующее название: речные, болотные, морские трубопроводы.Underwater pipeline refers to a pipeline laid below the surface of the water when crossing rivers, reservoirs, lakes, and marine areas. Submarine pipelines also include pipelines laid in swamps. Depending on which body of water the underwater pipelines cross, they get the corresponding name: river, swamp, and offshore pipelines.

Подводные трубопроводы находятся в сложных условиях эксплуатации. Помимо рабочего давления транспортируемого продукта они нагружены внешним гидростатическим давлением воды, в некоторых случаях на подводные трубопроводы воздействуют волны и течения. Глубина укладки (погружения) подводного трубопровода относительно поверхности воды достигает 500 и более метров, диаметры труб обычно до 1420 мм, рабочее давление в таких трубопроводах 1-10 более МПа. Трубы для подводных газопроводов и нефтепроводов изготавливают преимущественно из низколегированной стали. Толщина стенки труб определяется расчетом в зависимости от величины внутреннего давления, характера водной преграды, вида транспортируемого продукта и других условий.Submarine pipelines are in difficult operating conditions. In addition to the working pressure of the transported product, they are loaded with external hydrostatic pressure of water, in some cases, waves and currents act on underwater pipelines. The depth of laying (immersion) of the underwater pipeline relative to the surface of the water reaches 500 meters or more, pipe diameters are usually up to 1420 mm, the working pressure in such pipelines is 1-10 more than MPa. Pipes for underwater gas pipelines and oil pipelines are mainly made of low alloy steel. The wall thickness of the pipes is determined by calculation depending on the magnitude of the internal pressure, the nature of the water barrier, the type of product being transported and other conditions.

Большинство построенных подводных трубопроводов представляют собой конструкцию, включающую трубу, внешнее изоляционное покрытие для защиты от коррозии и футеровку, предохраняющую изоляционное покрытие от механических повреждений. Конструкция подводных газопроводов и других трубопроводов, транспортирующих легкие продукты, включает дополнительно балластировку в виде бетонного (железобетонного) покрытия, отдельных железобетонных или чугунных грузов.Most submarine pipelines constructed are a structure that includes a pipe, an external insulation coating to protect against corrosion, and a lining that protects the insulation coating from mechanical damage. The design of underwater gas pipelines and other pipelines transporting light products includes additional ballasting in the form of concrete (reinforced concrete) coatings, individual reinforced concrete or cast-iron cargoes.

В рамках настоящей заявки речь идет о трубопроводах, составленных из обетонированных труб. Примером использования обетонированных труб является проект подводного мегатрубопровода «Северный поток», пролегший по балтийскому дну и соединивший российскую и немецкую газотранспортные системы. Мегатрубопровод состоит из двух ниток труб, каждая длиной более 1200 км. Две нитки газопровода состоят из 199 755 двенадцатиметровых труб, сделанных из высокосортной углеродистой стали. Для защиты от агрессивного воздействия внешней среды на внешнюю поверхность трубы наносят трехслойное покрытие из эпоксидного состава и полиэтилена. Трубу покрывают также и изнутри для повышении пропускной способности газопровода. Красно-коричневая эпоксидная краска дает очень гладкую, глянцевую поверхность, снижающую, насколько это возможно, трение молекул газа о стенки трубы. Для защиты от электрохимических процессов на трубы устанавливают так называемую катодную защиту (наложение отрицательного потенциала на защищаемую поверхность). С определенным шагом к трубам приваривают электроды, соединенные между собой анодным кабелем, который связан с источником постоянного тока. Таким образом, процесс коррозии переносится на аноды, а в защищаемой поверхности проходит только неразрушающий катодный процесс.In the framework of this application we are talking about pipelines composed of concrete pipes. An example of the use of concrete pipes is the Nord Stream subsea megatrain pipeline project, which ran along the Baltic bottom and connected the Russian and German gas transmission systems. The megatube consists of two pipe lines, each more than 1,200 km long. The two lines of the gas pipeline consist of 199,755 twelve-meter pipes made of high-grade carbon steel. To protect against aggressive environmental influences, a three-layer coating of epoxy and polyethylene is applied to the outer surface of the pipe. The pipe is also covered from the inside to increase the throughput of the gas pipeline. Red-brown epoxy paint gives a very smooth, glossy surface, reducing, as far as possible, the friction of gas molecules on the pipe wall. To protect against electrochemical processes, so-called cathodic protection is installed on the pipes (imposing a negative potential on the surface to be protected). With a certain step, electrodes are welded to the pipes, interconnected by an anode cable, which is connected to a constant current source. Thus, the corrosion process is transferred to the anodes, and only a non-destructive cathodic process takes place in the protected surface.

Затем для укладки труб на дно проводят обетонирование. Внешнюю поверхность трубы покрывают слоем бетона толщиной 60-110 мм. Покрытие армируется приваренными к корпусу стальными стержнями, в бетон добавляется наполнитель в виде железной руды - для утяжеления. После обетонирования труба приобретает вес около 24 т. У нее появляется серьезная защита против механических воздействий, а дополнительная масса позволяет ей стабильно лежать на дне.Then, for laying pipes to the bottom, concreting is performed. The outer surface of the pipe is covered with a layer of concrete 60-110 mm thick. The coating is reinforced with steel rods welded to the body, filler in the form of iron ore is added to the concrete - for weighting. After concreting, the pipe gains a weight of about 24 tons. It has serious protection against mechanical stresses, and the additional mass allows it to lie stably at the bottom.

Наиболее перспективным является утяжеление труб сплошным покрытием из бетона при укладке однотрубного перехода. По этому методу утяжеляющее покрытие получают с помощью торкрет-бетона, наносимого на трубу в заводских условиях, или на месте перехода. Торкретирование заключается в нанесении на покрываемую поверхность слоев цементного раствора струей сжатого воздуха. Толщина слоя торкрета, наносимого на поверхность за один заход, составляет 200 мм. Сухую смесь цемента и мелкозернистого инертного заполнителя состава 1:2-1:5 загружают в цемент-пушку, откуда она под давлением воздуха подается к соплу, где смешивается с водой. При торкретировании сопло держат перпендикулярно трубопроводу на расстоянии 0,8-1,2 м от поверхности. На трубы диаметром до 529 мм торкрет-бетон наносят в два этапа. Сначала покрывают верхнюю половину труб, а после выдержки бетона в течение 1-2 суток трубопровод (или секции труб) переворачивают и торкретируют остальную часть. Трубы большого диаметра торкретируют в несколько этапов. Сначала боковые поверхности, затем верхнюю часть труб. После 1-2 суток трубопровод (или секции труб) переворачивают и торкретируют оставшуюся часть. Бетонное покрытие обычно устраивают армированным, в качестве арматуры используют металлическую сетку с размером ячеек от 2,5×5 до 10×10 см.The most promising is the weighting of pipes with a continuous coating of concrete when laying a single-pipe transition. According to this method, a weighting coating is obtained using sprayed concrete applied to the pipe in the factory, or at the transition point. Shotcrete consists in applying a layer of cement mortar to a surface to be coated with a stream of compressed air. The thickness of the shotcrete layer applied to the surface in one go is 200 mm. A dry mixture of cement and a fine-grained inert aggregate with a composition of 1: 2-1: 5 is loaded into a cement gun, from where it is supplied to the nozzle under air pressure, where it is mixed with water. When shotcrete, the nozzle is held perpendicular to the pipeline at a distance of 0.8-1.2 m from the surface. On pipes up to 529 mm in diameter, shotcrete is applied in two stages. First, the upper half of the pipes is covered, and after holding the concrete for 1-2 days, the pipeline (or pipe section) is turned over and the rest is shotcrete. Large diameter pipes are shotcrete in several stages. First, the side surfaces, then the upper part of the pipes. After 1-2 days, the pipeline (or pipe section) is turned over and the remaining part is shotcrete. The concrete coating is usually arranged reinforced, a metal mesh with a mesh size of 2.5 × 5 to 10 × 10 cm is used as reinforcement.

Обетонирование относится к одному из видов балластировки трубопроводов, используемой для положения на дно нити магистрали и удержания этой нити от смещений под воздействием течений и других природных факторов.Concreting refers to one of the types of ballasting of pipelines used to position the line on the bottom of the line and keep this line from displacement under the influence of currents and other natural factors.

Дно даже такого сравнительно неглубокого моря, как Балтийское (для примера), не предоставит само по себе удобного и безопасного ложа для газопровода. Есть два фактора, которые необходимо учитывать: антропогенный и природный. История судоходства в североевропейском регионе насчитывает тысячелетия, и потому на дне моря скопилось немало всевозможного мусора, а также обломков затонувших кораблей. Поэтому, во-первых, при прокладке маршрута газопровода требовалось обходить выявленные скопления опасных артефактов, а во-вторых, тщательно обследовать зону прокладки, включая так называемый якорный коридор (по километру влево и вправо от будущей трассы), то есть зону, в которой бросали якоря суда, задействованные в строительстве. Второй фактор, природный, связан с особенностями рельефа дна. Дно моря сложено из различных пород, оно имеет выступающие гребни, впадины, расселины, и опускать трубы прямо на все это геологическое разнообразие не всегда возможно. Если допустить большое провисание нитки газопровода между двумя естественными опорами, конструкция может со временем разрушиться со всеми вытекающими из этого неприятностями.The bottom of even such a relatively shallow sea as the Baltic Sea (for example) does not in itself provide a convenient and safe bed for the gas pipeline. There are two factors to consider: anthropogenic and natural. The history of shipping in the North European region dates back thousands of years, and therefore a lot of all kinds of garbage and debris from sunken ships have accumulated on the bottom of the sea. Therefore, firstly, when laying the route of the gas pipeline, it was required to bypass the identified clusters of dangerous artifacts, and secondly, carefully examine the laying zone, including the so-called anchor corridor (one kilometer left and right of the future route), that is, the zone in which they threw ship anchors involved in construction. The second factor, natural, is associated with the features of the bottom topography. The bottom of the sea is made up of various rocks, it has protruding ridges, hollows, crevices, and it is not always possible to lower pipes directly to all this geological diversity. If we allow a large sagging of the pipeline between two natural supports, the structure can collapse over time with all the ensuing troubles.

Необходимо заметить, что после нанесения на трубы антикоррозионной защиты и утяжеляющего бетонирования оконцовки труб остаются открытыми и незащищенными, иначе сварка была бы затруднена. Поэтому участки соединений защищаются от коррозии уже после сварки. Сначала монтажные стыки изолируются с помощью полиэтиленового термоусадочного рукава, затем закрываются металлическим кожухом, а полость между кожухом и рукавом заполняется полиуретановой пеной, придающей месту стыка необходимую механическую прочность.It should be noted that after applying anticorrosion protection to the pipes and heavier concreting, the pipe ends remain open and unprotected, otherwise welding would be difficult. Therefore, the joints are protected against corrosion after welding. First, the mounting joints are insulated with a polyethylene shrink sleeve, then closed with a metal casing, and the cavity between the casing and the sleeve is filled with polyurethane foam, which gives the joint the necessary mechanical strength.

Однако несмотря на конструктивные особенности защиты обетонированных труб природное воздействие агрессивной водной среды, течения, температурные перепады, смещения линии трубопровода, колебания самой нитки труб приводят к тому, что на поверхности бетонного слоя или внутри этого слоя происходят химические процессы, разрушающие бетонное покрытие за счет разрыва молекулярных и адгезивных связей. При этом при укладке труб могут проявляться дефекты заводского исполнения: неоднородность структуры металла, коррозия и заводские дефекты. Также имеет место прямое физическое воздействие на трубы, приводящее к сколам и разрушению покрытия. При разрушении покрытия как внешнего защитного слоя может сформироваться процесс точечного разрушения стенок самих труб. Такие дефекты требуют ремонта для восстановления жизнеспособности трубопроводной нити.However, despite the design features of the protection of concrete pipes, the natural effects of an aggressive aquatic environment, currents, temperature differences, displacement of the pipeline line, fluctuations in the pipe thread itself lead to the fact that chemical processes occur on the surface of the concrete layer or inside this layer that destroy the concrete coating due to rupture molecular and adhesive bonds. At the same time, when laying pipes, factory-made defects may appear: heterogeneity of the metal structure, corrosion, and factory defects. There is also a direct physical effect on the pipes, resulting in chips and coating failure. When the coating is destroyed as an external protective layer, the process of point destruction of the walls of the pipes themselves can form. Such defects require repair to restore the viability of the pipe thread.

При ремонте подводных трубопроводов без остановки применяют разрезные муфты, устанавливаемые на болтах водолазами. Перед установкой муфт трубопровод очищают от бетона и изоляции струями воды. Окончательная очистка проводится с помощью пескоструйной воздушной струи от компрессоров. Каждая полумуфта для облегчения установки имеет небольшую положительную плавучесть. После установки муфты через специальный штуцер по гибкому шлангу нагнетается эпоксидная смола, заполняющая все кольцевое пространство и обеспечивающая после полимеризации дополнительную герметизацию всего соединения. Затем поверхность трубопровода покрывают эпоксидной изоляцией, накладываемой под водой.When repairing underwater pipelines without stop, split couplings are used, mounted on bolts by divers. Before installing the couplings, the pipeline is cleaned of concrete and insulation with water jets. Final cleaning is carried out using a sandblasting air jet from compressors. Each coupling half has a slight positive buoyancy to facilitate installation. After the coupling has been installed, an epoxy resin is pumped through a flexible hose through a special fitting, filling the entire annular space and providing additional sealing of the entire joint after polymerization. Then the surface of the pipeline is covered with epoxy insulation applied under water.

Анализ мировой практики ремонта подводных трубопроводов без подъема на поверхность воды показал, что наиболее доступным способом ремонта является установка на дефектный участок несварного герметизирующего хомута, половинки которого стягиваются вокруг трубы с помощью затяжных болтов. Так как окружные усилия, возникающие при стягивании хомута, прикладываются к стенке трубы через упругие прокладки, такой хомут нельзя рассматривать как усиливающий, а только как временную меру, препятствующую попаданию нефти в окружающую среду в случае разрыва трубы в месте дефекта. Данный способ позволяет вести ремонт подводного трубопровода методом подсадки и в том случае, если граница ремонтируемого участка выходит за пределы водоема, подсадка участка трубопровода, размещенного на суше, осуществляется по таким же рекомендациям, как и для подводной части трубопровода.An analysis of the world practice of repair of underwater pipelines without lifting to the water surface showed that the most affordable method of repair is to install a non-welded sealing collar on the defective area, the halves of which are tightened around the pipe with the help of tightening bolts. Since the circumferential forces arising when the clamp is pulled together are applied to the pipe wall through elastic gaskets, such a clamp cannot be considered as reinforcing, but only as a temporary measure preventing oil from entering the environment in the event of a pipe rupture at the defect site. This method allows repairing the underwater pipeline by replanting and in the event that the boundary of the repaired section extends beyond the reservoir, replanting a section of the pipeline located on land is carried out according to the same recommendations as for the underwater part of the pipeline.

Известен способ ремонта трубопроводного транспорта (трубопроводов) без остановки перекачки продукта. На поврежденный участок трубопровода устанавливают сборную цилиндрическую муфту с нижним и верхними патрубками с обеспечением кольцевого зазора между муфтой и трубопроводом. Герметизируют торцы муфты, подают через нижний патрубок в кольцевой зазор композиционный материал на основе эпоксидной смолы до его появления на выходах верхних патрубков. Герметизацию торцов муфты производят с помощью эластичных прокладок, а в качестве композиционного материала применяют композицию из эпоксидной смолы на основе эпоксидного олигомера, отвердителя, содержащего амидные и имидазольные группы, и порошкового наполнителя, при этом композиция содержит, мас. ч.: эпоксидная смола 100, отвердитель 10-60, порошковый наполнитель 20-800 (RU 2251047, F16L 55/17, F16L 55/18, опубл. 27.04.2005). Решение принято в качестве прототипа для способа.A known method of repairing pipeline transport (pipelines) without stopping the pumping of the product. A prefabricated cylindrical sleeve is installed on the damaged section of the pipeline with lower and upper nozzles providing an annular gap between the sleeve and the pipe. The ends of the coupling are sealed, composite material based on epoxy resin is fed through the lower pipe into the annular gap until it appears at the exits of the upper pipes. The sealing of the ends of the coupling is carried out using elastic gaskets, and as a composite material, a composition of epoxy resin based on an epoxy oligomer, a hardener containing amide and imidazole groups, and a powder filler is used, while the composition contains, wt. including: epoxy resin 100, hardener 10-60, powder filler 20-800 (RU 2251047, F16L 55/17, F16L 55/18, publ. 04/27/2005). The decision was made as a prototype for the method.

Так, известна муфта для ремонта подводного трубопровода, включающая две полумуфты, устанавливаемые вокруг ремонтируемого участка трубопровода и стягиваемые по продольным фланцам между собой с образованием муфты, герметично закрывающей ремонтируемый участок трубопровода (SU 1442777, F16L 55/18, опубл. 1988 г.). Герметизация дефектного участка трубопровода достигается за счет уплотнительного элемента, расположенного между внутренней поверхностью муфты и наружной поверхностью трубопровода. К недостаткам данной муфты относится относительно невысокая надежность герметизации трубопровода.Thus, a known clutch for repair of an underwater pipeline, including two half-couplings installed around a repaired section of the pipeline and tightened along the longitudinal flanges with each other with the formation of the coupling, hermetically closing the repaired section of the pipeline (SU 1442777, F16L 55/18, published in 1988). The sealing of the defective section of the pipeline is achieved by a sealing element located between the inner surface of the coupling and the outer surface of the pipeline. The disadvantages of this coupling include the relatively low reliability of the sealing of the pipeline.

Также известно устройство для ремонта подводного трубопровода в виде муфты, состоящей из двух полумуфт с узлами герметизации на торцах и средств крепления и стягивания полумуфт между собой, при этом муфта выполнена с возможностью образования полости между внешней поверхностью трубопровода и внутренней поверхностью полумуфт при установке муфты на трубопровод, в полумуфтах выполнены отверстия для подачи герметизирующего битума и для вывода из нее воды (SU 1499050, 07.08.1989). Известная муфта не обеспечивает требуемой герметичности уплотнения ее на трубопроводе с большой овальностью сечения.It is also known a device for repair of an underwater pipeline in the form of a coupling, consisting of two coupling halves with sealing nodes at the ends and means of fastening and tightening the coupling halves together, while the coupling is made with the possibility of forming a cavity between the outer surface of the pipeline and the inner surface of the coupling when installing the coupling on the pipeline , in the coupling halves are made holes for supplying sealing bitumen and for removing water from it (SU 1499050, 08/07/1989). The known coupling does not provide the required tightness of its seal on the pipeline with a large oval section.

Практика показала, что на выполнение ремонта поврежденного подводного трубопровода требуется очень много времени. Отказ однониточного трубопровода может привести к простою всей магистрали и в результате к значительному экономическому ущербу вследствие недопоставки потребителям транспортируемого продукта.Practice has shown that it takes a very long time to repair a damaged submarine pipeline. Failure of a single-line pipeline can lead to downtime of the entire line and, as a result, to significant economic damage due to the shortage of transported product to consumers.

На практике используются муфты, состоящие из двух половин, которые закрепляются вокруг трубы на некотором расстоянии от поверхности бетонного слоя, и эта образованная полость заполняется бетоном или иным отверждающимся средством для формирования герметичного бандажа. При использовании бетона или бетоносодержащего агента возможно восстановить массу трубы до уровня ее первоначального веса. Но есть герметики, которые не дают прибавки в весе. При суммировании весовых потерь по длине нитки магистрали можно выйти за границы весовых показателей, при которых считается, что нитка гарантировано лежит на дне и без смещения.In practice, couplings are used, consisting of two halves, which are fixed around the pipe at a certain distance from the surface of the concrete layer, and this formed cavity is filled with concrete or other curing agent to form a tight band. When using concrete or a concrete-containing agent, it is possible to restore the weight of the pipe to its original weight. But there are sealants that do not give weight gain. When summing weight losses along the length of the trunk line, one can go beyond the boundaries of weight indicators at which it is considered that the thread is guaranteed to lie at the bottom and without displacement.

Известный способ, основанный на применении муфт по типу муфт по выявленным аналогам, требует достаточно много времени на ремонт. Эти временные затраты складываются из потерь на обработку дефектной зоны, установку полумуфт, закрепление их на трубе, времени на соединение полумуфт между собой болтовыми крепежами, подключение шлангов выпуска воды и подачу отвергающегося агента, времени на полимеризацию и, возможно, на демонтаж муфты. При этом этот способ может загерметизировать небольшой участок трубы, но если поврежден бетон по всей длине трубы, то этот способ не может использоваться из-за необходимости создания гигантских по длине и по прочности муфт.The known method based on the use of couplings according to the type of couplings for identified analogues, requires a lot of time for repair. These time costs consist of losses for processing the defective zone, installing the coupling halves, securing them to the pipe, the time for connecting the coupling halves to each other with bolt fasteners, connecting the water discharge hoses and supplying the rejected agent, the time for polymerization and, possibly, for dismantling the coupling. At the same time, this method can seal a small section of the pipe, but if concrete is damaged along the entire length of the pipe, this method cannot be used because of the need to create giant couplings in length and strength.

Приведенные примеры муфт для ремонта поврежденного участка трубопровода используются только потому, что после некоторого времени эксплуатации бетонный слой на трубе теряет свою несущую способность. И наложение на него прямой обжимающей муфты приводит к разрушению структуры бетонного слоя. Здесь имеют место две проблемы: первая - это возможность наложения бандажа на место дефекта с целью его герметизации или восстановления бетонного покрытия и второе - это необходимость прижатия бандажа к поверхности бетонного покрытия до полимеризации герметика. Но при обжатии происходит разрушение бетона, что не позволяет использовать прямые обжимные муфты для локализации мест дефектов.The given examples of couplings for repairing a damaged section of a pipeline are used only because, after some time of operation, the concrete layer on the pipe loses its bearing capacity. And the imposition of a straight crimping sleeve on it leads to the destruction of the structure of the concrete layer. There are two problems here: the first is the possibility of applying a bandage to the place of the defect in order to seal it or restore the concrete coating, and the second is the need to press the bandage to the surface of the concrete coating before the polymerization of the sealant. But during compression, concrete is destroyed, which does not allow the use of direct crimp couplings to localize the places of defects.

Так, например, известно устройство для ремонта точечных дефектов стенок трубопровода, включающее взаимосвязанные между собой и смонтированные на корпусе петлеобразные концы со стяжными элементами - опорным с резьбовыми отверстиями и прижимным с проходными отверстиями стержнями, композиционная муфта трубопровода выполнена в виде полумуфт и имеет противоположно расположенные напротив стяжных элементов шарнирно выполненные между собой петлеобразные концы полумуфт с пропущенным через петлеобразные концы цилиндрическим стержнем, муфта трубопровода снабжена расположенным в средней части корпуса приспособлением локального давления на стенку трубопровода для ремонта дефектов, приспособлением обнаружения и идентификации и выноса на местность относительной координаты дефекта и приспособлением концевых смещений композиционных несущих элементов муфты, а приспособление концевых смещений композиционных несущих элементов муфты выполнено в виде расположенных на опорном резьбовом стержне формообразующих втулок (RU 80530, F16L 1/024, опубл. 10.02.2009 г.). Данное решение принято в качестве прототипа для заявленного устройства.For example, a device is known for repairing point defects in the walls of a pipeline, including loop-shaped ends interconnected and mounted on the body with clamping elements — supporting with threaded holes and pressing rods with passage holes, the composite pipe coupling is made in the form of half-couplings and has opposite opposites coupling elements pivotally made between each other the loop-shaped ends of the coupling halves with a cylindrical rod passed through the loop-shaped ends, couplings and the pipeline is equipped with a device located in the middle part of the housing for local pressure on the wall of the pipeline to repair defects, a device for detecting and identifying and placing the relative coordinates of the defect on the ground and adjusting the end displacements of the composite bearing elements of the coupling, and the end displacement of the composite bearing elements of the coupling is made in the form on the threaded support rod of the forming bushes (RU 80530, F16L 1/024, publ. 02/10/2009). This decision was made as a prototype for the claimed device.

Данная композиционная муфта обладает достаточной конструктивной сложностью исполнения и требует достаточного времени на ее наложение и фиксацию на трубопроводе. Конструкционная сложность этой муфты обусловлена сложностью исполнения концевых частей полумуфт и выполнением связей соединения полумуфт между собой. Усложнена технология постановки герметизирующих пластин на зону дефекта. Если учесть, что ремонтные работы проводятся под водой в условиях течения или плохой видимости, то такие простые операции как удержание заплаты (пластины) под водой приобретают сложность и требуют навыков.This composite sleeve has sufficient structural complexity and requires sufficient time for its application and fixation on the pipeline. The structural complexity of this coupling is due to the complexity of the execution of the end parts of the coupling halves and the implementation of the connection connections of the coupling halves to each other. The technology of placing the sealing plates on the defect zone is complicated. If you consider that repair work is carried out underwater in conditions of current or poor visibility, then such simple operations as holding a patch (plate) under water become complex and require skills.

Например, при использовании известного устройства - муфты в виде двух полумуфт - вначале подготавливают к работе взаимосвязанные между собой и смонтированные на корпусе петлеобразные концы со стяжными элементами - опорным с резьбовыми отверстиями и прижимным с проходными отверстиями стержнями. Муфту трубопровода снабжают расположенным в средней части корпуса приспособлением локального давления на стенку трубопровода для ремонта дефектов, приспособлением обнаружения и идентификации и выноса на местность относительной координаты дефекта и приспособлением концевых смещений композиционных несущих элементов муфты. Приспособление локального давления выполняют в виде установленных на внутренней поверхности корпуса полумуфты перекрывающих дефект трубопровода съемных пластин с крепежными винтами.For example, when using the known device — couplings in the form of two half-couplings — at first, loop-shaped ends interconnected and mounted on the body with clamping elements — supporting with threaded holes and pressure rods with passage holes — are prepared for operation. The pipeline coupling is equipped with a local pressure device on the pipeline wall located in the middle of the housing for repairing defects, a device for detecting and identifying and locating the relative position of the defect and adjusting the end displacements of the composite bearing elements of the coupling. The local pressure adaptation is performed in the form of half-couplings mounted on the inner surface of the housing of the removable plate overlapping pipe defect with fixing screws.

При работе в подводных условиях необходимо решить две главные задачи: первая заключается в упрощении постановки муфты на трубопровод с сведением операций крепления к минимуму, вторая заключается в том, чтобы время на постановку муфты было сведено к минимуму. При этом, естественно, подразумевается, что операции остановки муфты не должны требовать специальных условий для их выполнения: например, обязательная ориентация или позиционирование самой муфты или ее частей по отношению к зоне точечного дефекта.When working in underwater conditions, it is necessary to solve two main problems: the first is to simplify the installation of the coupling on the pipeline with minimizing fastening operations, the second is to minimize the time required to set up the coupling. In this case, of course, it is understood that the operations of stopping the coupling should not require special conditions for their implementation: for example, the mandatory orientation or positioning of the coupling itself or its parts with respect to the area of a point defect.

Известная муфта для устранения течи из стенки трубопровода не позволяет решить все эти сложные вопросы в силу определенного конструктивного исполнения.The known clutch to eliminate leaks from the wall of the pipeline does not allow to solve all these complex issues due to a specific design.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в сокращении времени для ремонта поврежденного участка обетонированной трубы и упрощении конструкции устройства, используемого для этого ремонта.The present invention aims to achieve a technical result, which consists in reducing the time for repairing a damaged portion of a concrete pipe and simplifying the design of the device used for this repair.

В рамках настоящеего изобретения рассматривается способ, использующий для восстановления бетонного покрытии и герметизации конструкции муфт, размещаемых на трубопроводе с непосредственным опиранием на стенку трубопровода для удержания заплаты и герметизирующего состава, а также для восстановления несущей способности стенки трубопровода с опиранием на бетонное покрытие.In the framework of the present invention, a method is considered that uses to restore the concrete coating and seal the construction of couplings placed on the pipeline with direct support on the pipe wall to hold the patch and sealant, as well as to restore the load-bearing capacity of the pipe wall based on the concrete coating.

Указанный технически результат для способа достигается тем, что в способе ремонта обетонированного участка подводного трубопровода, заключающемся в наложении на поврежденный участок трубопровода охватывающей этот участок вокруг трубы муфты и заполнении ее полости композиционным герметизирующим полимеризующимся составом, для исключения разрушения бетонного покрытия обетонированной трубы трубопровода на поврежденный участок трубы накладывают выполненный из полимерного материала бандаж в виде разрезной вдоль образующей тонкостенной трубы или последовательно располагаемых труб, на внутреннюю поверхность которой или которых нанесен указанный герметизирующий полимеризующийся состав, а затем поверх бандажа размещают муфты, охватывающие бандаж и прижимающие его к поверхности бетонного слоя за счет стягивания болтами с гайками полумуфт каждой муфты в направлении навстречу друг другу, при этом указанные муфты размещают последовательно по длине бандажа с примыканием торца одной муфты к торцу другой муфты.The technical result indicated for the method is achieved by the fact that in the method for repairing a concrete section of an underwater pipeline, which consists in applying a section around the pipe sleeve to the damaged section of the pipeline and filling its cavity with a composite sealing polymerizable composition, to prevent destruction of the concrete coating of the concrete pipeline pipe on the damaged section pipes impose a bandage made of a polymer material in the form of a cut along the generatrix of thin walls pipe or consecutive pipes, on the inner surface of which or which the specified sealing polymerizable composition is applied, and then on top of the bandage, couplings are placed, covering the bandage and pressing it to the surface of the concrete layer by tightening the coupling halves of each coupling with bolts and nuts in the direction towards each other, however, these couplings are placed sequentially along the length of the brace with the end face of one sleeve adjacent to the end face of the other sleeve.

Указанный технически результат для устройства достигается тем, что в устройстве для ремонта обетонированного участка подводного трубопровода, представляющем собой охватывающую трубопровод муфту, выполненную из двух полумуфт из полимерного материала, каждая из которых на концевых участках выполнена утолщенной, при этом обе полумуфты связаны шарнирно между собой с одной стороны для возможности охвата трубы за счет поворота вокруг стержневого элемента, пропущенного вдоль образующей полумуфт через выступы одной полумуфты, размещенные во впадинах другой полумуфты, а на другой стороне каждой полумуфты в утолщениях размещены металлические закладные со сквозными отверстиями, расположенными напротив друг друга на разных полумуфтах для пропуска закрепляемых гайками болтов в направлении, поперечном продольной оси муфты, на каждой полумуфте в зоне размещения сквозных отверстий выполнены углубления под головку болта и гайку, а по крайней мере на одной полумуфте сквозные отверстия выполнены диаметром, большим диаметра резьбовой части болта.The technical result indicated for the device is achieved by the fact that in the device for repairing the concrete section of the subsea pipeline, which is a sleeve covering the pipeline, made of two half-couplings made of polymer material, each of which is made thickened at the end sections, while both half-couplings are pivotally connected to each other on the one hand, in order to be able to cover the pipe due to rotation around the rod element, passed along the generatrix of the coupling through the protrusions of one coupling half, about the hollows of the other coupling half, and on the other side of each coupling coupling in the bulges are metal mortgages with through holes located opposite each other on different coupling halves for passing bolts secured by nuts in the direction transverse to the longitudinal axis of the coupling, recesses are made on each coupling coupling in the zone of placement of through holes under the bolt head and nut, and at least on one half-coupling, the through holes are made with a diameter larger than the diameter of the threaded part of the bolt.

Указанные признаки являются существенными для достижения технического результата.These signs are essential to achieve a technical result.

Изобретение поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заданного технического результата.The invention is illustrated by a specific example of implementation, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving this set of essential features of a given technical result.

На фиг. 1 - схема положения бандажа и муфт на обетонированной трубе;In FIG. 1 is a diagram of the position of the brace and couplings on a concrete pipe;

фиг. 2 - общий вид устройства в сборе со стороны размещения болтов;FIG. 2 is a General view of the device assembly from the side of the placement of the bolts;

фиг. 3 - общий вид устройства в сборе со стороны шарнирного соединения.FIG. 3 is a General view of the device Assembly from the side of the swivel.

Согласно настоящему изобретению рассматривается новый способ ремонта обетонированного участка подводного трубопровода, основанный на использовании муфт прямого обжатия бетонированного слоя.According to the present invention, a new method for repairing a concrete part of a subsea pipeline based on the use of direct compression couplings of a concrete layer is considered.

Этот способ заключается в наложении на поврежденный участок трубопровода охватывающей этот участок вокруг трубы 1 муфты 2 и заполнении ее полости композиционным герметизирующим полимеризующимся составом 3.This method consists in applying to the damaged section of the pipeline covering this section around the pipe 1 of the sleeve 2 and filling its cavity with a composite sealing polymerizable composition 3.

На поврежденный участок бетонного покрытия трубы накладывают выполненный из полимерного материала бандаж 4 в виде разрезной вдоль образующей тонкостенной трубы 5 или последовательно располагаемых труб, на внутреннюю поверхность которой или которых нанесен указанный герметизирующий полимеризующийся состав 3.A bandage 4 made of a polymeric material is applied to the damaged section of the concrete coating of the pipe in the form of a split along the generatrix of a thin-walled pipe 5 or consecutively placed pipes, on the inner surface of which or which the specified sealing polymerizable composition 3 is applied.

Затем поверх бандажа размещают муфты 2, охватывающие бандаж 4 и прижимающие его к поверхности бетонного слоя 6 за счет стягивания болтами 7 с гайками полумуфт каждой муфты в направлении навстречу друг другу. При наложении указанные муфты 2 размещают последовательно по длине бандажа с примыканием торца одной муфты к торцу другой муфты. При этом муфты размещают последовательно на бандаже с расположением краевых участков бандажа за пределами крайне расположенных муфт.Then, couplings 2 are placed over the bandage, covering the bandage 4 and pressing it to the surface of the concrete layer 6 by tightening bolts 7 with nuts of the coupling halves of each coupling in the direction towards each other. When applied, these couplings 2 are placed sequentially along the length of the brace with the end face of one sleeve adjacent to the end face of the other sleeve. In this case, the couplings are placed sequentially on the bandage with the location of the edge sections of the bandage outside the extremely located couplings.

Такой способ ремонта позволяет исключить разрушения бетонного покрытия обетонированной трубы трубопровода.This repair method eliminates the destruction of the concrete coating of the concrete pipe pipe.

Особенностью наложения обтягивающей бетонный слой муфты является то, что при стягивании болтами полумуфт навстречу друг другу происходит локальное нагружение бетонного материала на поверхности трубы. Под усилием давления в бетонном слое, в котором уже ранее образовались структурные дефекты в силу физических или химических процессов, происходит развитие трещинности и разрушение адгезивных связей. При этом участки, находящиеся под давлением от муфты, не имеют возможности смещения слоев бетона и поэтому находятся в зажатом равновесном состоянии. А на участках, прилегающих к краевым торцам муфты, трещинность развивается ускоренно и заметно, то есть происходит прямое разрушение бетона. Это обстоятельство не позволяет применять муфты прямого и непосредственного обжима на обетонированных трубах из-за ярко выраженной локализации давления.A feature of applying a tight-fitting concrete layer to the coupling is that when the half-couplings are pulled together towards each other, local loading of the concrete material on the pipe surface occurs. Under the pressure exerted in the concrete layer, in which structural defects were already formed due to physical or chemical processes, the development of fracture and the destruction of adhesive bonds occurs. In this case, the areas under pressure from the coupling do not have the ability to displace concrete layers and therefore are in a clamped equilibrium state. And in areas adjacent to the edge ends of the coupling, fracture develops rapidly and noticeably, that is, there is a direct destruction of concrete. This fact does not allow the use of direct and direct compression couplings on concrete pipes due to the pronounced localization of pressure.

Для исключения этого явления предлагается использовать бандаж 4, который в качестве герметизирующего элемента выполняется в виде втулки из полимерного материала в виде разрезной вдоль образующей трубы 5. Эта втулка используется для охвата трубопровода в зоне локального дефекта 8. Она закрепляется поверх надеваемой муфты за счет стягивания болтами с гайками полумуфт в направлении навстречу друг другу.To eliminate this phenomenon, it is proposed to use a bandage 4, which is used as a sealing element in the form of a sleeve of polymer material in the form of a split along the generatrix of pipe 5. This sleeve is used to cover the pipeline in the area of local defect 8. It is fixed over the put on sleeve by tightening with bolts with nuts coupling halves in the direction towards each other.

Втулка выполняется из конструкционных полимеров, или из стеклопластиков, или углепластиков, или смеси стекло-углепластиков, или текстолита. При этом как тонкостенная оболочка втулка обладает упругодеформируемостью для возможности разведения ее стенок при надевании на трубопровод. В направлении образующей втулка представляет собой жесткий и недеформируемый конструктив. При этом втулка из полимерного материала предпочтительно выполняется высотой, превышающей высоту муфты. Упругая деформация обеспечивает возможность самозакрепления втулки на трубопроводе после снятия с нее внешнего усилия растягивания. Это удобно, так как исключает лишние операции по удержанию втулки на трубопроводе. Кроме того, выполнение втулки высотой (длиной), большей высоты муфты, позволяет исключить операции по точному позиционированию втулки по отношению к зоне дефекта и к самой муфте. Втулка используется как элемент удержания герметика, который предварительно наносится на внутреннюю поверхность втулки. После посадки втулки на зону дефекта на стенке трубопровода втулка обжимает трубопровод, обеспечивая герметичное соединение через герметик на ее стенке. Затем надевают муфту поверх втулки и затяжкой болтов фиксируют сборку на время полной полимеризации герметика. После полимеризации втулка вместе с герметиком становится общим бандажом для трубопровода в зоне устраненного дефекта.The sleeve is made of structural polymers, or fiberglass, or carbon fiber, or a mixture of glass-carbon fiber, or textolite. Moreover, as a thin-walled shell, the sleeve has elastic deformability for the possibility of diluting its walls when donning to the pipeline. In the direction of the generatrix, the sleeve is a rigid and non-deformable construct. In this case, the sleeve of the polymeric material is preferably made with a height exceeding the height of the coupling. Elastic deformation provides the possibility of self-fixing of the sleeve on the pipeline after removing the external tensile force from it. This is convenient, as it eliminates unnecessary operations to hold the sleeve on the pipeline. In addition, the execution of the sleeve height (length), greater than the height of the coupling, eliminates the operation of precise positioning of the sleeve in relation to the defect area and to the coupling itself. The sleeve is used as a sealant retention element, which is previously applied to the inner surface of the sleeve. After the sleeve is planted on the defect zone on the pipeline wall, the sleeve compresses the pipeline, ensuring a tight connection through the sealant on its wall. Then put the sleeve over the sleeve and tighten the bolts to fix the assembly for the duration of the complete polymerization of the sealant. After polymerization, the sleeve together with the sealant becomes a common bandage for the pipeline in the area of the eliminated defect.

Бандаж выполняет функцию не только герметизации трубы в зоне дефекта, но и является средством распределения давления от сжатия муфт на бетонный слой. Для этой цели бандаж выполняется по длине большей, чем длина смонтированных на трубе муфт. Так как бетонный слой, несмотря на собственные прочностные показатели, при локальном обжатии может подвергаться трещинности, то для устранения этого явления муфты располагают впритык торцами друг к другу на участке, несколько превышающем размеры дефекта. В этом случае давление от муфт перераспределяется от муфты к муфте через торцевое взаимодействие и через бандаж. В этом случае общее удельное давление на бетонный слой становится менее предельного, при котором бетон начинает разрушаться от механического нагружения.The bandage performs the function of not only sealing the pipe in the defect zone, but also is a means of distributing the pressure from compression of the couplings on the concrete layer. For this purpose, the bandage is performed over a length greater than the length of the couplings mounted on the pipe. Since the concrete layer, in spite of its own strength characteristics, can crack under local compression, to eliminate this phenomenon, the couplings are placed end to end to each other in a section slightly larger than the size of the defect. In this case, the pressure from the couplings is redistributed from the coupling to the coupling through the end interaction and through the bandage. In this case, the total specific pressure on the concrete layer becomes less than the limit at which the concrete begins to collapse from mechanical loading.

Применение герметизирующего состава также позволяет не только локализовать дефект, но и связать поверхностные слои бетонного покрытии и заполнить трещины и сколы.The use of a sealing composition also allows not only to localize the defect, but also to bind the surface layers of the concrete coating and fill in cracks and chips.

Применение нового способа позволяет упростить процесс ремонта поврежденных покрытий обетонированных труб, но и сократить время на проведение ремонтных работ. Существенным для достижения этого результат является применение муфты, конструктив которой упрощает закрепление муфты на бандаже даже в условиях плохой видимости.The application of the new method allows to simplify the process of repairing damaged coatings of concrete pipes, but also to reduce the time for repair work. Significant to achieve this result is the use of the coupling, the design of which simplifies the fastening of the coupling on the bandage even in conditions of poor visibility.

Это устройство для ремонта трубопровода представляет собой охватывающую трубопровод муфту 2, выполненную из двух полумуфт 9 и 10 из полимерного материала. Каждая полумуфта на концевых участках выполнена утолщенной. При этом в каждой полумуфте на одном ее конце (вдоль образующей) утолщение выполнено в виде выступов 11 и впадин, а на другом утолщение выполнено в виде идущего вдоль образующей валика 12. Обе полумуфты связаны шарнирно между собой с одной стороны для возможности охвата трубы за счет поворота вокруг стержневого элемента, пропущенного вдоль образующей полумуфт через выступы 11 одной полумуфты, размещенные во впадинах другой полумуфты. Таким образом, с одного конца полумуфты шарнирно связаны между собой соединением типа рояльной петли.This device for repairing a pipeline is a sleeve 2 covering a pipeline, made of two half-couplings 9 and 10 of polymer material. Each coupling half at the end sections is made thickened. Moreover, in each coupling half at one end (along the generatrix), the thickening is made in the form of protrusions 11 and depressions, and on the other, the thickening is made in the form of a roller 12 running along the generatrix. Both coupling halves are hinged to each other on one side to allow the pipe to be covered due to rotation around the core element, passed along the generatrix of the coupling half through the protrusions 11 of one coupling half, located in the troughs of another coupling half. Thus, from one end of the coupling half are pivotally connected to each other by a piano loop type connection.

На другой стороне каждой полумуфты в утолщениях в виде валика размещены металлические закладные со сквозными отверстиями, расположенными напротив друг друга на разных полумуфтах для пропуска закрепляемых гайками болтов 7 в направлении, поперечном продольной оси муфты.On the other side of each half-coupling in the thickening in the form of a roller, metal mortgages are placed with through holes located opposite each other on different half-couplings for passing the bolts 7 fixed by nuts in the direction transverse to the longitudinal axis of the coupling.

Полумуфты выполняются из конструкционных полимеров, или из стеклопластиков, или углепластиков, или смеси стекло-углепластиков. Предпочтительно полумуфты выполняют методом намотки. Изготовление заготовки детали может производиться с использованием препрега - предварительно пропитанного связующим наполнителя, высушенного или подотвержденного (т. наз. сухой способ намотки, выкладки), с пропиткой наполнителя в процессе его выкладки или намотки (т. наз. мокрый способ намотки, выкладки), с чередованием слоев непропитанного или частично пропитанного наполнителя со слоями связующего в виде плавкой пленки или с использованием наполнителей, в которых армирующие волокна чередуются с волокнами матричного материала (волоконная технология). Возможно получение заготовки изделия из полимерных материалов, армированных непрерывными волокнистыми наполнителями (гл. обр. нитями, жгутами, ровингами, лентами, тканями, трикотажными материалами), осуществляют методами послойной выкладки, намотки, методом плетения или ткачества, а также комбинир. методом. Можно использовать метод послойной выкладки с наполнителями из непрерывных волокон. При послойной выкладке слои препрега или непропитанного армирующего наполнителя последовательно, соблюдая заданную ориентацию, собирают на жесткой форме (пуансоне), повторяющей форму изделия, в пакет до требуемой толщины. В процессе выкладки производят послойное уплотнение пакета с помощью ролика или др. инструмента. Метод намотки широко применяют для изготовления заготовок изделий, имеющих форму тел вращения. При использовании однонаправленных непрерывных армирующих наполнителей в виде нитей, жгутов, лент, ровницы применяют окружную, продольную, спиральную (геликоидную) или комбинированную намотку. Спиральную намотку применяют для изготовления оболочек совместно с днищами, деталей конической формы, изделий переменного сечения. При комбинированной намотке сочетают в любых вариантах спиральную, продольную или окружную намотку для достижения требуемой анизотропии свойств материала. Простейший вид комбинированной намотки - продольно-поперечная. Применение многокоординатных намоточных станков с программным управлением позволяет автоматизировать процесс намотки и сделать его высокопроизводительным. При использовании армирующих наполнителей в виде тканей, холстов, бумаги, лент с перекрестным расположением волокон применяют окружную намотку с прикаткой, например, при изготовлении труб, цилиндров, оболочек конической формы. Если уплотнение материала вследствие натяжения наполнителя или при прикатке является достаточным для обеспечения необходимой плотности материала при последующем отверждении изделия, то намотка представляет собой и метод формования.The coupling halves are made of structural polymers, or of fiberglass, or carbon fiber, or a mixture of glass-carbon fiber. Preferably, the coupling halves are wound. A workpiece can be made using a prepreg - a filler pre-impregnated with a binder, dried or cured (i.e., a dry winding method, laying out), with a filler impregnated during laying or winding (a so-called wet winding method, laying), alternating layers of non-impregnated or partially impregnated filler with binder layers in the form of a fusible film or using fillers in which reinforcing fibers alternate with fibers of matrix material (fibers th technology). It is possible to obtain a workpiece blank from polymeric materials reinforced with continuous fibrous fillers (chap. Arr. Threads, tows, rovings, ribbons, fabrics, knitted materials), carried out by layering, winding, weaving or weaving, as well as a combination. method. You can use the layering method with continuous fiber fillers. When layering, the layers of the prepreg or non-impregnated reinforcing filler are sequentially, observing the specified orientation, collected on a rigid form (punch) that repeats the shape of the product in a bag to the required thickness. In the process of laying out a layer-by-layer sealing of the package using a roller or other tool. The winding method is widely used for the manufacture of workpieces of products in the form of bodies of revolution. When using unidirectional continuous reinforcing fillers in the form of threads, bundles, ribbons, rovings, they use circumferential, longitudinal, spiral (helicoid) or combined winding. Spiral winding is used for the manufacture of shells together with bottoms, parts of a conical shape, products of variable cross section. In combined windings, spiral, longitudinal or circumferential windings are combined in all versions to achieve the required anisotropy of material properties. The simplest type of combined winding is longitudinal-transverse. The use of multi-axis winding machines with program control allows you to automate the winding process and make it highly productive. When using reinforcing fillers in the form of fabrics, canvases, paper, tapes with a cross-arrangement of fibers, a circular winding with rolling is used, for example, in the manufacture of pipes, cylinders, conical shells. If the compaction of the material due to the tension of the filler or during rolling is sufficient to provide the necessary density of the material during the subsequent curing of the product, then winding is also a molding method.

Независимо от метода намотки полумуфты приобретают сравнительно пониженный вес и простую форму, при этом подбирается композит, хорошо противостоящий агрессивному воздействию внешней среды, например морской воды. Вопрос снижения веса относится к существенному, так как работать с тяжелым изделием в водной среде требует использования держателей, позиционирующих муфту в то время, как производится затягивание болтов. Либо необходим второй оператор для удержания муфты во время затягивания болтов первым оператором.Regardless of the method of winding, the coupling halves acquire a relatively reduced weight and simple shape, and a composite is selected that well resists the aggressive effects of the external environment, such as sea water. The issue of weight reduction is significant, since working with a heavy product in an aqueous environment requires the use of holders that position the sleeve while tightening the bolts. Or a second operator is needed to hold the clutch while tightening the bolts by the first operator.

При закрытой муфте внутренняя поверхность ее относится к цилиндрической или близко к цилиндрической (цилиндрообразной). Наружная поверхность также в целом имеет цилиндрическую или цилиндрообразную поверхность, кроме участков утолщений.With a closed coupling, its inner surface is cylindrical or close to cylindrical (cylindrical). The outer surface also generally has a cylindrical or cylindrical surface, except for areas of thickenings.

На каждой полумуфте в зоне размещения сквозных отверстий выполнены углубления 13 под головку болта и гайку, а по крайней мере на одной полумуфте сквозные отверстия выполнены диаметром, большим диаметра резьбовой части болта. То есть на второй полумуфте сквозные отверстии могут быть выполнены резьбовыми. Как пример, на второй полумуфте сквозные отверстия также могут быть выполнены диаметром большим диаметра резьбовой части болта. Это существенно, так как при обжатии трубопровода не всегда утолщения со стороны сквозных отверстий ложатся друг на друга. Обжатие может быть произведено на диаметре трубы, превышающем внутренний диаметр цилиндрической поверхности муфты. В этом случае, утолщения не смыкаются, а находятся на расстоянии друг от друга. Металлические закладные со сквозными отверстиями позиционированы напортив друг друга и жестко заделаны в тело полумуфт. Поэтому наличие зазоров между телом болта и стенкой сквозного отверстия позволяет компенсировать несоосность положения сквозных отверстий при охвате трубы. Это исключает трудоемкую операцию по точной выверке соосности отверстий для установки болтов, что важно при проведении работ под водой в условиях плохой видимости. Такая конструктивная особенность позволяет существенно сократить время на установку муфты.On each half-coupling in the zone of placement of through holes, recesses 13 are made for the bolt head and nut, and at least one half-coupling through holes are made with a diameter larger than the diameter of the threaded part of the bolt. That is, on the second coupling half, the through holes can be threaded. As an example, in the second coupling half, the through holes can also be made with a diameter larger than the diameter of the threaded part of the bolt. This is significant, since when compressing the pipeline, not always thickenings from the side of the through holes lie on each other. Compression can be performed on the pipe diameter exceeding the inner diameter of the cylindrical surface of the coupling. In this case, the thickenings do not close, but are at a distance from each other. Metal mortgages with through holes are positioned against each other and rigidly embedded in the body of the coupling halves. Therefore, the presence of gaps between the body of the bolt and the wall of the through hole allows you to compensate for the misalignment of the position of the through holes when covering the pipe. This eliminates the time-consuming operation of precise alignment of the holes for installing bolts, which is important when working underwater in conditions of poor visibility. This design feature can significantly reduce the time to install the coupling.

После изготовления методом намотки полумуфт последние шарнирно связывают между собой. Для этого выступы одной полумуфты вставляют в выемки другой полумуфты и в сквозное отверстие, проходящее через утолщения на стороне выступов, вводят стержневой элемент (металлический или полимерный стержень). Этот стержень проходит через все выступы, обеспечивая их связь между собой. Затем с торцевых сторон полумуфт в сквозные отверстия с двух сторон вводят заглушки 14, например, винтовые, которые закрывают сквозное отверстие с двух сторон и одновременно являются ограничителями продольного смещения стержня. Муфта готова к использованию.After manufacturing by the method of winding the coupling halves, the latter are pivotally connected together. To do this, the protrusions of one coupling half are inserted into the recesses of the other coupling half, and a core element (metal or polymer rod) is introduced into the through hole passing through the bulges on the side of the protrusions. This rod passes through all the protrusions, ensuring their connection with each other. Then, from the end sides of the coupling halves, through plugs from two sides are inserted into the through holes 14, for example, screw plugs that close the through hole from both sides and at the same time limit the longitudinal displacement of the rod. The coupling is ready for use.

Особенностью заявленной муфты является то, что на каждой полумуфте в зоне размещения сквозных отверстий выполнены углубления под головку болта и гайку. Эти углубления представляют собой гнезда, которые позволяют в условиях плохой видимости гарантированно попасть болтом в сквозное отверстии или подвести ключ для закрутки гайки. Это важно, так как операция затягивания болтов относится к категории, осуществляемой на основе тактильных ощущений. А в перчатках или в подводном костюме такие ощущения получить нельзя, но можно легко нащупать гнезда. Это существенно сокращает время на проведение операций по стягиванию полумуфт в части установки болтов в отверстия и приложения инструмента к ним и к гайкам.A feature of the claimed coupling is that on each half-coupling in the zone of placement of through holes, recesses are made for the bolt head and nut. These recesses are sockets that allow, in conditions of poor visibility, guaranteed to get into the through hole with a bolt or bring a key to tighten the nut. This is important because the operation of tightening the bolts belongs to the category based on tactile sensations. But with gloves or in an underwater suit such sensations cannot be obtained, but nests can be easily felt. This significantly reduces the time it takes to tighten the coupling halves in terms of installing bolts in the holes and applying the tool to them and to the nuts.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Участок стенки трубопровода подготавливают путем очистки от загрязнений. Затем на внутреннюю поверхность втулки, выполненной в виде разрезанной по образующей полимерной трубы, наносят слой герметика, используемого в водной среде, и эту трубу, раздвинув ее края, надевают на трубопровод в зоне дефекта так, чтобы эта зона оказалась не напротив разреза втулки. При этом нет необходимости в точном позиционировании втулки относительно точечного дефекта. После этого разомкнутую муфту накладывают на втулку и сводят концы полумуфт навстречу друг другу. При крайнем положении утолщений полумуфт, несущих сквозные отверстия, по очереди вводят через гнезда болты и затягивают их гайками с применением инструмента по контролю за усилием затяжки. Постановка устройства для ремонта завершена и не требует дальнейшего участия рабочих по контролю за герметизацией. Так как втулка с герметиком при полимеризации герметика объединяются, то образуется надежный герметизирующий дефект бандаж на участке трубопровода, превышающем по площади зону самого дефекта. Как показала практика применения заявленного устройства, такой герметизации достаточно для восстановления жизнеспособности трубопровода.The operation of the device is as follows. A section of the wall of the pipeline is prepared by cleaning it from contamination. Then, on the inner surface of the sleeve, made in the form of a polymer pipe cut along the generatrix, a layer of sealant used in the aqueous medium is applied, and this pipe, having spread its edges, is put on the pipeline in the defect zone so that this zone is not opposite to the section of the sleeve. There is no need for precise positioning of the sleeve relative to a point defect. After that, the open coupling is placed on the sleeve and the ends of the coupling halves are reduced towards each other. In the extreme position of the thickenings of the coupling halves carrying through holes, in turn, the bolts are inserted through the slots and tightened with nuts using the tool to control the tightening force. The installation of the device for repair is completed and does not require further participation of workers for the control of sealing. Since the sleeve with the sealant is combined during the polymerization of the sealant, a reliable sealing defect is formed in the bandage in the pipeline section, which exceeds the area of the defect itself in area. As shown by the practice of using the claimed device, such a sealing is sufficient to restore the viability of the pipeline.

А затем место размещения муфт охватывают герметичным бандажом, полость которого заполняют отверждающимся составом. После отверждения образуется силовое покрытие на муфтах, восстанавливающее несущую способность трубопровода на этом участке.And then the place of placement of the couplings is covered with an airtight bandage, the cavity of which is filled with a hardenable composition. After curing, a power coating is formed on the couplings, restoring the carrying capacity of the pipeline in this section.

Заявленное устройство для ремонта трубопроводов промышленно применимо, неоднократно испытано и показала резкое сокращение времени на ремонт бетонных покрытий на стенках трубопровода за счет простой конструкции самой муфты.The claimed device for repairing pipelines is industrially applicable, has been repeatedly tested and has shown a sharp reduction in time for repairing concrete coatings on the walls of the pipeline due to the simple design of the coupling itself.

Claims (4)

1. Способ ремонта обетонированного участка подводного трубопровода, заключающийся в наложении на поврежденный участок трубопровода охватывающей этот участок вокруг трубы муфты и заполнении ее полости композиционным герметизирующим полимеризующимся составом, отличающийся тем, что для исключения разрушения бетонного покрытия обетонированной трубы трубопровода на поврежденный участок трубы накладывают выполненный из полимерного материала бандаж в виде разрезной вдоль образующей тонкостенной трубы или последовательно располагаемых труб, на внутреннюю поверхность которой или которых нанесен указанный герметизирующий полимеризующийся состав, а затем поверх бандажа размещают муфты, охватывающие бандаж и прижимающие его к поверхности бетонного слоя за счет стягивания болтами с гайками полумуфт каждой муфты в направлении навстречу друг другу, при этом указанные муфты размещают последовательно по длине бандажа с примыканием торца одной муфты к торцу другой муфты, а затем место размещения муфт охватывают герметичным бандажом, полость которого заполняют отверждающимся составом.1. A method of repairing a concreted section of an underwater pipeline, which consists in applying a clutch around this section around the pipe section to the damaged section of the pipeline and filling its cavity with a composite sealing polymerizable composition, characterized in that, to prevent destruction of the concrete coating of the concrete pipe line, the pipe section is made of a polymeric material a bandage in the form of a split along the generatrix of a thin-walled pipe or sequentially placed pipes, on the inner surface of which or with which the specified sealing polymerizable composition is applied, and then on top of the bandage, couplings are placed, covering the bandage and pressing it to the surface of the concrete layer by tightening the coupling halves of each coupling with bolts and nuts in the direction towards each other, while these couplings are placed sequentially along the length of the bandage with the end face of one clutch adjacent to the end face of the other clutch, and then the place of placement of the couplings is covered with an airtight bandage, the cavity of which is filled with curing composition. 2. Способ ремонта обетонированного участка подводного трубопровода по п. 1, отличающийся тем, что муфты размещают последовательно на бандаже с расположением краевых участков бандажа за пределами крайне расположенных муфт.2. A method for repairing a concrete section of an underwater pipeline according to claim 1, characterized in that the couplings are placed sequentially on the band with the location of the edge sections of the band outside the extremely located couplings. 3. Устройство для ремонта обетонированного участка подводного трубопровода, представляющее собой охватывающую трубопровод муфту, выполненную из двух полумуфт из полимерного материала, каждая из которых на концевых участках выполнена утолщенной, при этом обе полумуфты связаны шарнирно между собой с одной стороны для возможности охвата трубы за счет поворота вокруг стержневого элемента, пропущенного вдоль образующей полумуфт через выступы одной полумуфты, размещенные во впадинах другой полумуфты, а на другой стороне каждой полумуфты в утолщениях размещены металлические закладные со сквозными отверстиями, расположенными напротив друг друга на разных полумуфтах для пропуска закрепляемых гайками болтов в направлении, поперечном продольной оси муфты, отличающееся тем, что на каждой полумуфте в зоне размещения сквозных отверстий выполнены углубления под головку болта и гайку, а по крайней мере на одной полумуфте сквозные отверстия выполнены диаметром, большим диаметра резьбовой части болта.3. A device for repairing a concrete part of a subsea pipeline, which is a sleeve covering a pipe made of two half-couplings made of polymer material, each of which is thickened at the end sections, while both half-couplings are hinged to one another on one side to allow the pipe to be covered by rotation around the rod element, passed along the generatrix of the coupling halves through the protrusions of one coupling half, located in the troughs of the other coupling half, and on the other side of each coupling half thickenings placed metal mortgages with through holes located opposite each other on different coupling halves for passing bolts secured with nuts in the direction transverse to the longitudinal axis of the coupling, characterized in that on each coupling half in the area of placement of through holes are made recesses for the bolt head and nut, and through at least one coupling half, the through holes are made with a diameter larger than the diameter of the threaded portion of the bolt. 4. Устройство для ремонта обетонированного участка подводного трубопровода по п. 3, отличающееся тем, что полумуфты выполнены из конструкционных полимеров, или из стеклопластиков, или углепластиков, или смеси стекло-углепластиков.4. A device for repairing a concrete section of an underwater pipeline according to claim 3, characterized in that the coupling halves are made of structural polymers, or fiberglass, or carbon fiber, or a mixture of glass-carbon fiber.

Images