Мобильная установка для изготовления длинномерных трубчатых тел

Номер патента: 14701

Опубликовано: 30.12.2010

Авторы: Фрит Грэм Дадли, Смит Ричард Джеймс Энтони

Есть еще 2 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Мобильная установка для изготовления длинномерного трубчатого тела, содержащая длинномерное трубчатое внутренне полое пространство, длинномерный трубчатый внутренний кожух и длинномерный трубчатый внешний кожух, причем внутренний кожух охватывает полое пространство, внешний кожух охватывает внутренний кожух, внешний кожух содержит один или более слоев, каждый из которых состоит из одной или более спирально закрученных металлических полос, внутренний кожух и внешний кожух, а также любые слои во внешнем кожухе соединены друг с другом с помощью адгезивного материала, причем длинномерное тело изготовлено посредством способа, включающего изготовление длинномерного внутреннего кожуха, подготовку одной или более металлических полос, накручивание одной или более металлических полос по спирали вокруг внутреннего кожуха, подготовку адгезивного материала или отверждаемого адгезивного материала и нанесение его между кожухами и слоями с последующим отверждением адгезивного материала в случае его присутствия при условии, что в случае присутствия двух или более слоев во внешнем кожухе длинномерного трубчатого тела или, если во внешнем кожухе имеются перекрывающиеся слои, между внутренним и внешним кожухом длинномерного трубчатого тела может быть или может не быть клеевого слоя, и при этом мобильная установка включает в себя множество разъемно соединенных контейнеров, каждый из которых содержит в себе оборудование для проведения одной или более стадий описанного выше процесса.

2. Мобильная установка по п.1, включающая в себя по меньшей мере один контейнер, в котором находится оборудование для изготовления длинномерного внутреннего кожуха, и/или включающая по меньшей мере один контейнер, в котором находится оборудование для накручивания одного или более металлических слоев на внутренний кожух, и/или включающая по меньшей мере один контейнер, в котором находится оборудование для отверждения отверждаемого адгезивного материала, и/или включающая по меньшей мере один контейнер, в котором находится оборудование для непрерывного перемещения трубчатого тела или его промежуточных частей, и/или включающая контейнер, в котором содержится оборудование для нанесения покрытия на внешний кожух длинномерного трубчатого тела.

3. Мобильная установка по п.1 или 2, включающая в себя по меньшей мере один дополнительный контейнер, в котором находится аппаратура для подачи кондиционированного воздуха с целью его использования для регулирования климата в одном или более остальных контейнерах, преимущественно дополнительный контейнер, в котором находится аппаратура для подачи кондиционированного воздуха с целью его использования для регулирования климата в одном или более других контейнерах, который содержит аппаратуру для регулирования температуры воздуха, влажности воздуха или содержания пыли в воздухе, в частности для всех остальных контейнеров.

4. Мобильная установка по п.1 или 2, в которой в одном или более контейнерах находится аппаратура для подачи кондиционированного воздуха с целью его использования для регулирования климата в этом контейнере, причем в этом контейнере находится, в частности, аппаратура для регулирования температуры воздуха, влажности воздуха или содержания пыли в воздухе.

5. Мобильная установка по любому из пп.1-4, включающая в себя один или более контейнеров, в которых находится оборудование для создания натяжения в длинномерном трубопроводе, например гусеничное оборудование.

6. Мобильная установка по любому из пп.1-5, включающая в себя по меньшей мере один дополнительный контейнер, в котором находится мониторинговая и/или регулировочная аппаратура для прослеживания и/или регулирования операций, проводимых в одном или более других контейнерах, преимущественно во всех контейнерах.

7. Мобильная установка по любому из пп.1-6, включающая в себя один или более стандартизированных морских контейнеров, более конкретно ISO контейнеров, преимущественно только стандартизированных морских контейнеров.

8. Мобильная установка по любому из пп.1-7, включающая в себя контейнеры, которые являются подъемными, в частности, с помощью вертолета или подъемного крана, преимущественно имеющие вес до 30 т, предпочтительно до 25 т.

9. Мобильная установка по любому из пп.1-8, включающая в себя в дополнение к непосредственным соединительным средствам между контейнерами усиливающие конструкции для соединения трех или более контейнеров один с другим, преимущественно раму, соединяющую между собой контейнеры, и при этом предпочтительно, чтобы все контейнеры, в которых осуществляется производство длинномерного трубчатого тела, были соединены между собой посредством какой-либо усиливающей конструкции.

10. Мобильная установка по любому из пп.1-7, включающая в себя один или более уплотнителей, соединяющих отверстия в одном контейнере с отверстиями в соседних контейнерах, в частности для переноса длинномерного трубчатого тела от одного контейнера к другому контейнеру, причем уплотнителями преимущественно являются гибкие уплотнители, в частности меха.

11. Мобильная установка по любому из пп.1-10, в которой, по крайней мере, в контейнерах, где осуществляется производство длинномерного трубчатого тела, давление выше давления окружающей среды, преимущественно выше давления окружающей среды на 5-25 мбар.

12. Применение мобильной установки по любому из пп.1-11 для изготовления длинномерных трубчатых тел по п.1, в которой преимущественно изготовляется первое длинномерное трубчатое тело, после чего мобильную установку транспортируют к противоположному концу длинномерного трубчатого тела с последующим изготовлением другого длинномерного трубчатого тела, которое присоединяют к первому длинномерному трубчатому телу, и, возможно, с последующим транспортированием установки к новому противоположному концу трубчатого тела и изготовлением третьего трубчатого тела, которое присоединяют ко второму длинномерному трубчатому телу и, возможно, с последующими дальнейшими удлинениями.

13. Соединяемые контейнеры, содержащие в себе одну или более деталей оборудования, предназначенные для проведения одной или более стадий процесса по п.1.

14. Мобильная установка по п.1, в которой длинномерное трубчатое тело имеет внешний кожух, включает по меньшей мере два слоя, каждый из которых состоит из одной или более предварительно продольно сформованных плоских длинномерных металлических полос, причем предварительная формовка полос выполнена таким образом, что полосы согнуты по спирали так, чтобы последовательные витки спирали соприкасались или почти соприкасались один с другим, каждая полоса в одном слое перекрывалась с другими полосами в других слоях, слои внешнего кожуха были связаны между собой с помощью клея, и при этом длинномерное тело изготовлено с помощью способа, включающего в себя создание длинномерного внутреннего кожуха, подготовку одной или более первых плоских длинномерных металлических полос, пластическую предварительную формовку одной или более первых металлических полос с применением изгиба с целью получения одной или более спиралей и наложение одной или более предварительно сформованных первых металлических полос на внутренний кожух с образованием первого слоя внешнего кожуха, подготовку и нанесение клея или отверждаемого адгезивного материала, подготовку одной или более вторых плоских длинномерных металлических полос, пластическую предварительную формовку одной или более вторых металлических полос с применением изгиба с целью получения одной или более спиралей и наложение предварительно сформованных одной или более вторых металлических полос на первый слой внешнего кожуха с образованием второго слоя внешнего кожуха, и возможную последующую подготовку и нанесение одного или более дополнительных слоев клея или отверждаемого адгезивного материала и наложение предварительно сформованных плоских длинномерных металлических полос с возможной последующей операцией отверждения с целью отверждения адгезивного материала.

Рисунок 1


Текст

Смотреть все

МОБИЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ТРУБЧАТЫХ ТЕЛ(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ШЕЛЛ ИНТЕРНЭШНЛ РИСЕРЧ МААТСХАППИЙ Б.В. (NL) Смит Ричард Джеймс Энтони, Фрит Грэм Дадли (NL) Представитель: Изобретение относится к мобильной установке для изготовления длинномерного трубчатого тела, включающего в себя длинномерную трубчатую внутреннюю полую сердцевину, длинномерный трубчатый внутренний кожух и длинномерный трубчатый внешний кожух, причм внутренний кожух охватывает полую сердцевину, внешний кожух охватывает внутренний кожух, внешний кожух содержит один или более слоев, каждый слой состоит из одной или более спирально закрученных металлических полос, накручивание одной или более металлических полос по спирали вокруг внутреннего кожуха, подготовку клея или отверждаемого адгезивного материала и нанесение его между кожухами и слоями с последующим отверждением адгезивного материала(в случае его присутствия), и при этом мобильная установка включает в себя множество разъмно соединнных контейнеров, из которых каждый контейнер содержит в себе оборудование для проведения одной или более стадий описанного выше процесса. Изобретение, кроме того, включает в себя соединяемые блоки, входящие в состав описанной выше мобильной установки, и применение этой установки. 014701 Настоящее изобретение относится к мобильной установке для изготовления длинномерного трубчатого тела, которая включает в себя множество разъмно соединнных контейнеров. Изобретение, кроме того, включает применение мобильной установки при изготовлении длинномерных трубчатых тел, в частности, для транспортирования нефти и газа, а также относится к соединяемым контейнерам, образующим мобильную установку. Как правило, целесообразна попытка сведения к минимуму веса трубопровода (в расчте на один метр) при одновременном сохранении технических требований на максимальное допустимое давление,при котором может эксплуатироваться трубопровод. Либо же, выражаясь иначе, целесообразно повысить максимальное допустимое давление, при котором может эксплуатироваться трубопровод, сохраняя при этом неизменным вес (в расчте на один метр). Известно, что природный газ и жидкие нефтепродукты могут содержать нежелательные загрязнители, в частности нежелательные кислые загрязнители, такие как диоксид углерода и сероводород. Кроме того, могут присутствовать органические кислоты, а также хлориды. Известно также, что в стандартных эксплуатационных условиях давления и температуры трубопроводы, выполненные из традиционных материалов, содержащих такие загрязннные продукты, могут оказаться поврежднными, например, изза растрескивания, обусловленного коррозией под напряжением. Такого рода повреждения могут привести к продольно вытянутым трещинам на трубопроводах. Предшествующие попытки снизить риск таких повреждений включали использование ингибиторов коррозии, добавляемых к переносимым трубопроводами продуктам. К сожалению, это может приводить к неприемлемым расходам, включающим не только стоимость ингибиторов и добавления их к продуктам, но также и стоимость своевременного удаления и регенерирования ингибиторов коррозии из переносимых трубопроводами продуктов. Использование ингибиторов коррозии также не рекомендуется (в особенности в подводных трубопроводах) из-за возможных экологических проблем, возникающих в случае утечки ингибиторов коррозии из трубопроводов. Были предложены альтернативные способы снижения риска растрескивания труб, в частности растрескивания, обусловленного коррозией под напряжением, путм уменьшения растягивающего напряжения на части труб, контактирующей с переносимыми загрязннными продуктами. Эти способы включают в себя применение труб, изготовленных из, например, двух труб, вставляемых одна в другую с применением в процессе производства механического усилия для обеспечения контакта внутренней трубы с внешней трубой, в результате чего после завершения этой операции внутренняя труба испытывает напряжение сжатия, а внешняя труба - растягивающее напряжение. Этот способ известен как "автозапрессовывание" и один из вариантов механического осуществления этой операции описан в патентеUS 4823847. Следует иметь в виду, что обе трубы должны быть выполнены с очень жсткими допусками,поскольку одна из труб должна быть пригодной для ввода в другую с последующей операцией автозапрессовывания без опасного повреждения внутренней трубы. Следует также иметь в виду, что эта особая операция автозапрессовывания пригодна лишь для небольших отрезков труб и обладает тем недостатком, что она требует много времени и, следовательно, проведение этой операции является дорогостоящим. Ещ один недостаток производства трубопровода из таких небольших отрезков труб (обычно длиной от 8 до 10 м) состоит в необходимости выполнения множества сварных швов, которые сами по себе являются слабыми точками в трубопроводе. Длинномерные трубчатые тела другого типа известны из патента US 4657049, в котором металлические полосы спирально наматываются внахлест и заделываются в клеевую матрицу, создавая тем самым жсткую трубчатую конструкцию. В патенте US 3530567 описан способ образования длинномерного трубчатого тела (или трубы, или трубопровода) путм спиральной намотки металлической полосы с перехлстом таким образом, чтобы толщина стенки трубы в любой е точке была образована множеством витков. Для устранения спиральных морщин во внутреннем просвете трубы, образуемых краями полосы, витки материала полосы разглаживают после намотки один относительно другого путм расширения трубчатой конструкции за пределы точки текучести металлических полос. Такая операция представляет значительные производственные трудности. В GB 2280889 раскрыт способ образования полого длинномерного тела или трубчатого тела, который включает в себя спиральную намотку внахлест по меньшей мере одной полосы материала с образованием многослойной трубчатой конструкции. При такой компоновке полосу предварительно формуют в продольном направлении с образованием поперечного сечения, имеющего по меньшей мере один шаг,который при каждом витке полосы содержит в себе перекрываемую долю следующего витка. В результате этого трубчатое тело, имеющее определнную толщину стенки, образуемую некоторым множеством витков, может непрерывно образовываться из единственной полосы материала, причм толщина стенки обычно на одну толщину полосы больше числа шагов, образуемых в поперечном сечении полосы. Подобное трубчатое тело описано в WO 2006/016190. Перспективный способ изготовления длинномерных трубчатых тел включает в себя два или более слоя относительно простых предварительно сформованных металлических полос (совместно образующих внешний кожух) вокруг относительно лгкой внутренней трубы (внутреннего кожуха). Слои внешнего кожуха склеивают один с другим, и внешний кожух преимущественно приклеивают к внутреннему-1 014701 кожуху. Предварительно сформованная металлическая полоса является простой плоской предварительно согнутой полосой без какого-либо профиля. Предварительный изгиб проводится на небольшой угол по отношению к продольному направлению полосы. В результате этого предварительный изгиб приводит к спиральной форме. Предварительно сформованные металлические полосы в готовом трубчатом теле не являются самоперекрывающимися. Внутренний кожух является преимущественно коррозионно-стойким. Этим путем, по крайней мере, частично разделяются требования к трубопроводу в отношении стойкости к коррозии и прочности. В частности, внутренний кожух обеспечивает стойкость к коррозии, а внешние слои обеспечивают основную долю прочности (как осевой, так и радиальной). Полая сердцевина в середине длинномерного тела обеспечивает пространство для транспортирования газа и/или жидкостей. Этот способ описан в ЕР 07106221.0. Применение указанного в любом из описанных выше способов способа непрерывного изготовления позволяет изготовлять трубопроводы значительной длины, т.е. в несколько километров. Одной из проблем может стать транспортирование таких длинных трубопроводов от изготовительного цеха до мест,где эти трубопроводы должны быть использованы. Таким образом, было бы целесообразно иметь возможность изготовлять трубопроводы в местах использования труб с применением мобильного оборудования. Известен ряд способов внецехового изготовления трубопроводов с использованием мобильного оборудования. В патенте US 3744259 описана передвижная установка по изготовлению труб, которая перемещается над траншеей, где должна укладываться труба. Аналогичные передвижные установки известны из US 3900146, 4651914, 4130925, 4907732 и 4452550. Недостатком указанных вышеизвестных способов является использование большой и тяжлой установки для изготовления длинных труб, которую нужно перемещать над грунтом, часто на трудном участке. В настоящем изобретении было установлено, что для непрерывного производства (длинных) труб может быть использована мобильная установка, которая может быть оттранспортирована от одного места до другого. Этим путм (длинную) трубу можно непрерывно транспортировать, например, с помощью направляющих валков или по скользящей направляющей на большое расстояние. После получения необходимой длины процесс изготовления трубы останавливают и мобильную установку транспортируют на второй участок, часто на противоположном конце первой трубы. Мобильная установка согласно изобретению включает в себя множество контейнеров, каждый из которых имеет размер и вес, делающие транспортировку установки относительно лгкой. Кроме того, для осуществления быстрого и лгкого подъма или транспортирования могут быть в наличии относящиеся к установке детали, например окна,кольца, крюки, захваты для бочек. Каждый из контейнеров включает в себя определнную часть оборудования, которое необходимо для непрерывного производства длинномерных труб. Следует обратить внимание на то, что с помощью непрерывного процесса в принципе может быть пройдено любое расстояние. Однако из практики следует, что в качестве практической длины следует придерживаться отрезков от, например, 1 до 10 или 15 км, так как по мере удлинения растущего трубопровода непрерывная транспортировка его становится более трудной. Изготовление нескольких километров, например от 3 до 6 км, может быть успешно выполнено, например, за один день. Практическая длина, которую следует выполнять за один день, зависит, в частности, от уклона участка. Участок с уклоном вниз на несколько градусов позволяет проходить большие расстояния, чем аналогичный участок,но с уклоном на несколько процентов вверх. На втором участке может изготавливаться вторая труба, которую затем соединяют с первой трубой. При использовании для мобильной установки отделяемых контейнеров установка может быть разобрана на контейнеры меньшего размера и эти контейнеры могут быть оттранспортированы на некоторое (дальнее) расстояние. Это может быть осуществлено, например, с использованием вертолта, судна или грузового автомобиля либо сочетания этих средств. Повторяя эту операцию можно проложить очень длинный трубопровод. При этом нет необходимости транспортировать на дальние расстояния тяжлые машины. Кроме того, все необходимые для изготовления трубопровода материалы могут поставляться в ограниченное количество мест. Таким образом, настоящее изобретение относится к мобильной установке, пригодной для изготовления длинномерного трубчатого тела, включающего в себя длинномерную трубчатую полую внутреннюю сердцевину, длинномерный трубчатый внутренний кожух и длинномерный трубчатый внешний кожух, причм внутренний кожух охватывает полую сердцевину, внешний кожух охватывает внутренний кожух, внешний кожух содержит один или более слоев, каждый слой состоит из одной или более спирально закрученных металлических полос, внутренний кожух и внешний кожух, а также любые слои во внешнем кожухе соединены друг с другом с помощью клея, причм длинномерное тело изготовляют с помощью способа, включающего изготовление длинномерного внутреннего кожуха, подготовку одной или более металлических полос, накручивание одной или более металлических полос по спирали вокруг внутреннего кожуха, подготовку клея или отверждаемого адгезивного материала и нанесение его между кожухами и слоями с последующим отверждением адгезивного материала (в случае его присутствия) при условии, что в случае присутствия двух или более слоев во внешнем кожухе длинномерного трубчатого тела или если во внешнем кожухе имеются перекрывающиеся слои, между внутренним и внешним ко-2 014701 жухом длинномерного трубчатого тела может быть или может не быть клеевого слоя, и при этом мобильная установка включает в себя множество разъмно соединнных контейнеров, из которых каждый контейнер содержит в себе оборудование для проведения одной или более стадий описанного выше процесса. Изобретение относится, в частности, к мобильной установке, включающей в себя по меньшей мере один контейнер, в котором находится оборудование для изготовления длинномерного внутреннего кожуха. Изготовление длинномерного внутреннего кожуха известно из существующего уровня техники. Подходящим способом изготовления внутреннего кожуха является непрерывный способ изготовления из металлических листов путм сворачивания металлического листа в трубу преимущественно с использованием холодной прокатки с последующей продольной сваркой сврнутого листа, в частности лазерной сваркой, и соединением сваренных труб одна с другой преимущественно сваркой, в частности лазерной сваркой. Операцию сворачивания выполняют преимущественно в две стадии, на каждой из которых половина листа превращается в половину трубы, преимущественно с использованием для изгиба листа трхвалкового стана. В другом варианте осуществления внутренний кожух изготовляют в непрерывном режиме из плоских металлических листов с помощью прессования преимущественно с помощью двухстадийного способа прессования с последующей продольной сваркой сврнутого листа, в частности лазерной сваркой, и соединением сваренных труб одна с другой преимущественно сваркой, в частности лазерной сваркой. Другой вариант осуществления включает непрерывное изготовление внутреннего кожуха путм спиральной навивки плоской металлической полосы и сварки навитой полосы. В ещ одном варианте осуществления длинный сврнутый металлический лист разворачивают и одновременно сгибают в продольном направлении с образованием трубы, после чего обе стороны приваривают одну к другой. В ещ одном варианте осуществления внутренний кожух изготовляют в непрерывном режиме путм экструзии полимера, преимущественно органического полимера. Изобретение относится, в частности, к мобильной установке, включающей в себя по меньшей мере один контейнер, в котором находится оборудование для навивки одной или более металлических полос вокруг внутреннего кожуха. Изготовление внешнего кожуха известно из существующего уровня техники, например из приведнных выше патентных документов. Весьма подходящий способ описан в ранее поданной Европейской патентной заявке ЕР 07106221.0. Описанный в этом документе способ включает в себя изготовление длинномерного многослойного трубчатого тела, как описано выше, причм внешний кожух содержит в себе по меньшей мере два слоя, каждый из которых состоит из одного или более предварительно продольно сформованных плоских длинномерных металлических полос, причм предварительная формовка полос выполнена таким образом, что полосы были согнутыми по спирали так, чтобы последовательные витки спирали или спиралей соприкасались или почти соприкасались один с другим,каждая полоса в одном слое перекрывалась с другими полосами в других слоях, слои внешнего кожуха были связаны между собой с помощью клея, и при этом способ включает в себя создание длинномерного внутреннего кожуха, подготовку одной или более первых плоских длинномерных металлическихполос,пластическую предварительную формовку одной или более первых металлических полос с применением изгиба с целью получения одной или более спиралей и наложение одной или более предварительно сформованных первых металлических полос на внутренний кожух с образованием первого слоя внешнего кожуха, подготовку и нанесение клея или отверждаемого адгезивного материала, подготовку одной или более вторых плоских длинномерных металлических полос, пластическую предварительную формовку одной или более вторых металлических полос с применением изгиба с целью получения одной или более спиралей и наложение предварительно сформованных одной или более вторых металлических полос на первый слой внешнего кожуха с образованием второго слоя внешнего кожуха, и возможную последующую подготовку и нанесение одного или более дополнительных слоев клея и наложение предварительно сформованных плоских длинномерных металлических полос. Предпочтительно, чтобы внутренний кожух и внешний кожух были соединены между собой клеем. Благодаря признаку, состоящему в том, что для изготовления предварительно сформованных спиралеобразных слоев внешнего кожуха используются металлические полосы, маловероятно, чтобы на предварительно сформованной полосе появилось повреждение по причине, например, концентрирования напряжений. В частности, при использовании высокопрочного стального сплава, например, с высокой долей кристаллических зерен в мартенситной фазе получают трубчатые тела, которые могут выдерживать высокие давления. Использование особо стойких к коррозии внутренних кожухов должно уменьшать коррозию под напряжением. При использовании во внешнем кожухе перекрывающихся слоев предварительно сформованных полос значительная часть осевой нагрузки может быть принята внешним кожухом. По сравнению со стандартной трубой трубчатые тела настоящего изобретения могут выдерживать то же внутреннее давление при экономии веса материала 40% или более. В особенности выгодно сочетание стальных полос с высоким содержанием мартенситной фазы с предварительным изгибом, так как без предварительного изгиба готовый трубный продукт будет заключать в себе большое количество энергии упругой деформации, что превратило бы производственный процесс, так же как и любые ре-3 014701 монтные работы, в трудную операцию. Предварительный изгиб полосы включает приложение необходимых усилий для получения спиралеобразной полосы путм пластического деформирования металла. В случае образования слоя из одной металлической полосы диаметр спирали (без каких-либо сил, приводящих к упругой деформации) имеет тот же порядок величины, что и внутренний кожух, в то время как последовательные витки спирали лишь соприкасаются один с другим или обнаруживают небольшой зазор или перекрывание, которое может устраняться за счт лишь одной упругой деформации металла с образованием небольшого зазора,как это описано ниже. Диаметр спирали может составлять от 0,6 до 1,4 диаметра внутреннего кожуха,подходящий диаметр спирали составляет от 0,8 до 1,25 диаметра внутреннего кожуха, преимущественно от 0,9 до 1,12 и более предпочтительно от 0,97 до 1,04. Ограничений в отношении диаметра трубчатого тела в принципе не существует. Подходящая внутренняя полая сердцевина имеет диаметр от 5 до 250 см, преимущественно от 10 до 150 см и более предпочтительно от 15 до 125 см. Внешний кожух должен содержать по меньшей мере два слоя. При использовании только одного слоя сопротивление к осевой нагрузке было бы слишком низким. Ограничений в отношении максимального количества слоев в принципе не существует, но практическое их количество должно быть не более 24 и, как правило, не более 20. Внешний кожух нормальным образом содержит от 2 до 16 слоев, преимущественно от 2 до 10 слоев, более предпочтительно от 3 до 8 слоев и в наилучшем случае 4-6 слоев. Следует иметь в виду, что при большем количестве слоев трубы могут выдерживать более высокие давления. При этом повышается и их осевая прочность. Предпочтительно, чтобы длинномерное трубчатое тело, содержащее по одной полосе в каждом слое, имело отношение длины окружности к ширине полосы от 3 до 40, преимущественно от 4 до 28 и более предпочтительно от 6 до 20, причм под длиной окружности предполагается длина окружности наименьшего слоя (или первого слоя вокруг полой сердцевины) внешнего кожуха. В том случае, когда в одном слое имеется более одной полосы, ширина полосы определяется как суммарная ширина полос в этом слое. Расстояние между витками в одном слое во внешнем кожухе преимущественно относительно мало. Благодаря этому, передача усилий может осуществляться относительно легко без каких-либо возможных проблем в отношении растрескивания клеевых слоев. Предпочтительно, чтобы осевой зазор (в случае его наличия) между двумя последовательными витками спирали составлял не более четверти ширины полосы, преимущественно не более одной шестой ширины полосы и более предпочтительно не более одной десятой ширины полосы. При этом получают перекрывание между слоями, которое достаточно для передачи усилий. Предпочтительно, чтобы зазор между двумя витками полосы был не более 1 см, преимущественно не более 0,4 см и более предпочтительно не более 0,1 см. Предпочтительно, чтобы расстояние между внутренним кожухом и первым слоем внешнего кожуха было не более 2 мм и преимущественно составляло от 0,01 до 1 мм. Аналогичным образом, расстояние между двумя слоями во внешнем кожухе составляет не более 2 мм и преимущественно от 0,01 до 1 мм. Как правило, зазор между внутренним кожухом и первым слоем и между слоями во внешнем кожухе должен быть заполнен клеем. В одном из предпочтительных вариантов осуществления, в котором трубчатое тело обрабатывается методом автозапрессовывания, большая часть пространства, преимущественно все пустоты между внутренним кожухом и двумя слоями, удаляется. В случае одной металлической полосы в слое каждая полоса в каком-либо слое перекрывает другую полосу в другом слое на каком-либо продольном отрезке на 10-90%, преимущественно на 25-75% и более предпочтительно на 40-60%. Внешний кожух длинномерного трубчатого тела, как правило, выполнен из нержавеющей стали,титана или алюминия, преимущественно из высокопрочной стали, как было указано выше, в частности из сталей с высокой долей мартенситной фазы. Сталь с большим количеством мартенситных кристаллических зерен предпочтительна благодаря своей высокой прочности. Использование таких сталей позволяет получать трубчатые конструкции с относительно высокой прочностью и малым весом. Эти стали характеризуются прочностью на растяжение от 900 до 1500 МПа. Эти стали можно получать от фирмыMittal Steel под торговым названием "MartlNsite". Описанное выше длинномерное трубчатое тело изготовляют преимущественно из металлической полосы, имеющей установленный минимальный предел текучести, равный по меньшей мере 7000 кг/см 2,преимущественно от 10500 до 21000 кг/см 2 и более предпочтительно от 12500 до 17500 кг/см 2. В ещ одном варианте осуществления мобильная установка включает в себя по меньшей мере один контейнер, содержащий в себе оборудование для отверждения отверждаемого адгезивного материала. Как правило, длинномерное описанное выше трубчатое тело преимущественно содержит клеевой слой,содержащий полосу клея, нанеснного на внутренний кожух и/или между слоями внешнего кожуха. В принципе может быть использован любой клей (жидкий, порошкообразный и т.д.), но с практической точки зрения предпочтительна полоса. Предпочтительно, чтобы клеевой слой содержал отверждаемый полимер, преимущественно плнку на эпоксидной основе, имеющую текстильный носитель, более предпочтительно Cytec FM 8210-1. Оборудование для отверждения преимущественно включает в себя нагревательное оборудование, например инфракрасные лампы, для нагрева длинномерной трубы до температур порядка 160-220 С. Кроме контейнера, содержащего оборудование для отверждения, может иметься-4 014701 контейнер для охлаждения длинномерного трубчатого тела до более низкой температуры, например на 60-120 С, до температуры между 100 и 40 С. Это охлаждение может осуществляться, например, с помощью воздуха или охлажднного воздуха. В ещ одном варианте осуществления мобильная установка включает в себя по меньшей мере один контейнер, содержащий в себе оборудование для непрерывного перемещения трубчатого тела или его промежуточных частей. Оборудование для перемещения трубопроводов в свом общем виде в технике хорошо известно. Оно преимущественно включает в себя оборудование, содержащее две противоположные одна по отношению к другой траковые ленты, соприкасающиеся с трубой и при этом перемещающие трубу вперд. Такое оборудование поставляет фирма Caterpillar. Мобильная установка согласно изобретению включает в себя контейнер, в котором находится оборудование для нанесения защитного покрытия на длинномерное трубчатое тело. Защитное покрытие защищает, например, от погодных воздействий, перемещения по грунту и наружных повреждений. Предпочтительным вариантом защиты длинномерного трубчатого тела, как было указано выше, является защита с помощью одного или более защитных слоев на наружной стороне внешнего кожуха. Подходящими покрытиями являются полимерные покрытия, например полиэтиленовое, полипропиленовое, полиуретановое и/или поливинилхлоридное покрытия или покрытия на основе битума, а также коррозионнозащитные краски. Могут быть также использованы комбинации и/или применение нескольких слоев покрытий. Защитные слои могут наноситься традиционными способами, например накруткой, экструзией,нанесением покрытий и т.д. Мобильная установка может, кроме того, включать в себя по меньшей мере один дополнительный контейнер, в котором находится аппаратура для подачи кондиционированного воздуха с целью его использования для регулирования климата в одном или более других контейнерах. Эта аппаратура контролирует, в частности, температуру воздуха, влажность воздуха или содержание пыли в воздухе преимущественно во всех остальных контейнерах. В одном из альтернативных вариантов осуществления могут быть использованы один или более контейнеров со своим собственным блоком управления кондиционирования воздуха. В частности, каждый из контейнеров имеет свою собственную кондиционирующую воздух аппаратуру. Возможны также промежуточные формы: например, центральный контейнер, задающий большую часть условий кондиционирования воздуха и вспомогательная кондиционирующая воздух аппаратура в одном или более контейнерах. В ещ одном варианте осуществления мобильная установка может включать в себя контейнер с оборудованием для создания напряжения в длинномерном трубопроводе, например гусеничное устройство, имеющее две траковые ленты, расположенные одна напротив другой и соприкасающиеся с длинномерным телом или с внешним кожухом. Установка для создания напряжения будет также точно регулировать скорость передвижения длинномерного тела. Использование создающего напряжение оборудования в сочетании с лебдкой (для перемещения вперд длинномерного тела) является особенно выгодным, поскольку в этом случае скорость длинномерной трубы регулируется очень строго и длинномерное тело не будет изгибаться в продольном направлении. В том случае, когда в мобильной установке имеется передвигающее оборудование, служащее для отталкивания длинномерного тела от этой установки, в определнный момент времени, в особенности когда длинномерное тело является относительно длинным,усилия на длинномерном теле могут привести к возникновению на нм продольного изгиба. Проблему продольного изгиба устраняет использование лебдки либо на месте, расположенном на некотором расстоянии от мобильной установки, либо вблизи не или даже прикреплнной к мобильной установке в сочетании со шкивом, неподвижно закреплнным на некотором расстоянии от мобильной установки. В одном из вариантов осуществления мобильная установка включает в себя по меньшей мере один дополнительный контейнер, в котором находится мониторинговая и/или регулировочная аппаратура для прослеживания и/или регулирования операций, проводимых в одном или более других контейнерах,преимущественно во всех контейнерах. Это "командное и регулирующее" отделение обеспечивается должным образом всей необходимой аппаратурой для видения, регулирования и мониторинга и т.д. всего процесса. Изобретение включает в себя, кроме того, мобильную установку, которая включает в себя по меньшей мере один дополнительный контейнер, в котором имеются жилищные удобства для операторов. Мобильная установка согласно изобретению преимущественно включает в себя один или более стандартных морских контейнеров, более конкретно ISO контейнеров (ISO 1496 для морских перевозок,кроме того ISO 668 и 1161). Контейнеры преимущественно выполнены из стали. Как правило, контейнер представляет собой закрытый бокс, коробку или сундук. Этим устраняется влияние погоды. Для входа в контейнер предусмотрены двери. Мобильная установка включает в себя, в частности, контейнеры, которые являются подъмными, в частности, с помощью вертолта или подъмного крана. Их вес, в частности, не превышает 30 т, преимущественно 25 т. Транспортировать их можно, например, с помощью вертолта, судна и/или грузового автомобиля. Мобильная установка в дополнение к непосредственным соединительным средствам между кон-5 014701 тейнерами преимущественно включает в себя также усиливающие конструкции для соединения трх или более контейнеров один с другим, преимущественно раму, соединяющую между собой контейнеры. Подходящими соединительными средствами являются длинные металлические балки, но может быть также использовано канатное оборудование, например стандартное канатное оборудование, используемое на судах-контейнеровозах, типа туго натянутых металлических тросов или деформированных металлических стержней. Над, сбоку и под контейнерами могут быть также использованы рамы, изготовленные из двутаврового профиля. Предпочтительно, чтобы мобильная установка была размещена на плоской, усиленной и, возможно,свайной конструкции, предпочтительно на конструкции из армированного цемента, или на самовыравнивающейся раме. Мобильная установка преимущественно позволяет получать длинномерные трубчатые тела, содержащие в себе металлическую полосу в каждом слое внешнего кожуха. В принципе, весь процесс изготовления труб осуществляется во множестве контейнеров. В контейнеры вводят только исходные материалы, такие как плоские плиты, сврнутые плиты, сврнутые полосы, клей (или адгезивный материал),покрытие и т.д. Благодаря этому весь производственный процесс защищен от внешних влияний (от влажности, пыли, песка и т.д.), что позволяет улучшить качество трубчатого тела. Мобильная установка преимущественно включает в себя один или более уплотнителей, соединяющих отверстия в одном контейнере с отверстиями в соседних контейнерах, в частности, для переноса длинномерного трубчатого тела от одного контейнера к другому контейнеру, причм уплотнителями преимущественно являются гибкие уплотнители, в частности меха. Форма уплотнителей может быть квадратной, прямоугольной или эллиптической, но преимущественно используются цилиндрические,или трубчатые меха. Минимальная величина диаметра та же, что и диметра длинномерного трубчатого тела, но предпочтительно равна диаметру трубчатого тела плюс 5-50%, более типично плюс от 10 до 20%. Длина уплотнителя составляет преимущественно от 0,1 до 5 м, более типично о 0,2 до 1 м. Использование уплотнителей предотвращает попадание песка, пыли, дождя и т.д. Мобильная установка преимущественно имеет в свом последнем контейнере отверстие, оборудованное чулком или воздушным ракелем, через которое (отверстие) трубчатое тело выходит из последнего контейнера. Мобильная установка, как правило, эксплуатируется под давлением выше давления окружающей среды, преимущественно выше давления окружающей среды на 5-25 мбар. Повышенное давление предотвращает попадание пыли, песка и т.д. Контейнеры преимущественно имеют потртые днища,что позволяет пыли, песку и т.д. собираться на днище контейнера. В контейнере могут находиться специальные входные отверстия для удаления с днища контейнера песка, пыли и т.д. Мобильная установка преимущественно включает в себя от 2 до 25 контейнеров, более типично от 3 до 20, предпочтительно от 4 до 15 и более предпочтительно от 5 до 10. Мобильная установка может также включать контейнер, в котором хранится несколько элементов внутреннего кожуха. Благодаря этому, в первой установке можно обойтись без небольшой полосы благодаря использованию хранящихся элементов. Все контейнеры являются преимущественно закрытыми контейнерами, что препятствует попаданию в контейнеры песка, пыли, влаги, воды и т.д. Благодаря этому, можно достигать наивысшего качества трубопроводов. Любые отверстия, например, между контейнерами соединены одно с другим уплотнителями либо закрыты уплотнителями. Контейнеры преимущественно также термоизолированы. Соседние контейнеры соединены между собой разъмным образом. Разъмные соединения могут включать в себя гаечно-болтовые системы, но могут быть также использованы захваты. Может использоваться канатное оборудование типа того, которое используют на судах для закрепления контейнеров. Изобретение, кроме того, относится к применению описанной выше мобильной установки для изготовления описанных выше длинномерных трубчатых тел. Более конкретно, к применению мобильной установки, в которой изготовляется первое длинномерное трубчатое тело, после чего мобильную установку транспортируют к противоположному концу длинномерного трубчатого тела с последующим изготовлением другого длинномерного трубчатого тела, которое присоединяют к первому длинномерному трубчатому телу, и, возможно, с последующим транспортированием установки к новому противоположному концу трубчатого тела и изготовлением третьего трубчатого тела, которое присоединяют ко второму длинномерному трубчатому телу и, возможно, с последующими дальнейшими удлинениями. Далее изобретение иллюстрируется примером посредством следующих чертежей: фиг. 1 - мобильная установка для производства длинномерных трубчатых тел; фиг. 2 - мобильная установка для производства длинномерных трубчатых тел. На фиг. 1 изображена схема мобильной установки, включающей 11 стандартных морских контейнеров. Контейнер 1 содержит оборудование для изготовления внутреннего кожуха из металлических листов. В нм также имеется пространство для хранения, по меньшей мере, однодневной продукции. Металлические листы формуют с помощью валков в трубу и продольно сваривают с помощью лазера. В контейнере 2 отдельные трубы сваривают одну с другой с образованием внутреннего кожуха. В этом контейнере внутренний кожух непрерывно перемещается. С той же скоростью непрерывно перемещается также и сварочный аппарат. Во время сварки внутренний кожух и вновь изготовленную трубу скреп-6 014701 ляют между собой с помощью двух соединнных раздвижных хомутов. Хомуты фиксируют внутри труб с двух концов. Перед сваркой пространство между хомутами заполняют инертным газом. В контейнере 3 содержится регулирующий гусеничный механизм для регулирования скорости и натяжения длинномерной трубы. Длинномерная труба выталкивается из мобильной установки гусеничным движителем в следующий контейнер или вытягивается наружу с помощью канатной лебдки. Лебдка может быть расположена на большом расстоянии от мобильной установки, и при этом канат наматывается на неподвижно закреплнный на большом расстоянии шкив. Для достижения нужного натяжения при производстве длинномерной трубы гусеничный механизм в контейнере 3 регулирует скорость и натяжение. В контейнере 4 внешний кожух накладывается на внутренний кожух путм накручивания металлических полос. В то же время между кожухами и слоями во внешнем кожухе наносится отверждаемый адгезивный материал. В этом контейнере имеется также место для хранения металлических слоев и место для хранения адгезивного материала, по меньшей мере, для однодневного производства. В контейнере 4 длинномерное трубчатое тело нагревается до температуры примерно 180-200 С с целью отверждения адгезивного материала. В контейнере 6 на трубчатое тело наносится защитное внешнее покрытие. После отверждения температура трубчатого тела падает до примерно 140-160 С. В контейнере 7 температура снижается до ниже 100 С, преимущественно ниже 80 С. В результате этого получают трубчатое тело, обладающее суммарной прочностью в осевом и радиальном направлениях. В контейнере 8 гусеничный механизм выводит трубчатое тело в атмосферу. Контейнер 9 содержит в себе командную и регулирующую аппаратуру всего оборудования в контейнерах. В контейнере 10 находится кондиционирующая воздух аппаратура для регулирования атмосферы во всех контейнерах. Она регулирует, в частности, содержание пыли,влажность и температуру воздуха в контейнерах. Контейнер 11 представляет собой помещение для операторов мобильной установки. Все контейнеры соединены между собой разъмным образом с помощью соединительных приспособлений 20. Кроме того, контейнеры 1-8 соединены между собой уплотнителями типа мехов, через которые длинномерное трубчатое тело перемещается через все контейнеры. Контейнер 11 может быть соединн или не соединн с другими контейнерами. Предпочтительно, чтобы этот контейнер не был соединн с другими контейнерами для предотвращения передачи вибраций и шума. На фиг. 2 изображена другая схема мобильной установки. Контейнеры 1-4, а также 9 и 10 подобны контейнерам, изображнным на фиг. 1. В контейнере 5 находится оборудование для наложения на трубчатое тело дополнительных слоев металлической полосы. В нм также находится место для хранения материала, по меньшей мере, для однодневного производства. В контейнерах 6 и 7 осуществляется отверждение адгезивного материала и наложение внешнего кожуха. В контейнере 8 находится лебдка. Канат 16 перемещает готовое трубчатое тело (не показано) с помощью неподвижно закреплнного шкива 17. Как правило, транспортировка с помощью лебдки является предпочтительной, так как она предотвращает продольное искривление трубчатого тела. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Мобильная установка для изготовления длинномерного трубчатого тела, содержащая длинномерное трубчатое внутренне полое пространство, длинномерный трубчатый внутренний кожух и длинномерный трубчатый внешний кожух, причм внутренний кожух охватывает полое пространство, внешний кожух охватывает внутренний кожух, внешний кожух содержит один или более слоев, каждый из которых состоит из одной или более спирально закрученных металлических полос, внутренний кожух и внешний кожух, а также любые слои во внешнем кожухе соединены друг с другом с помощью адгезивного материала, причм длинномерное тело изготовлено посредством способа, включающего изготовление длинномерного внутреннего кожуха, подготовку одной или более металлических полос, накручивание одной или более металлических полос по спирали вокруг внутреннего кожуха, подготовку адгезивного материала или отверждаемого адгезивного материала и нанесение его между кожухами и слоями с последующим отверждением адгезивного материала в случае его присутствия при условии, что в случае присутствия двух или более слоев во внешнем кожухе длинномерного трубчатого тела или, если во внешнем кожухе имеются перекрывающиеся слои, между внутренним и внешним кожухом длинномерного трубчатого тела может быть или может не быть клеевого слоя, и при этом мобильная установка включает в себя множество разъмно соединнных контейнеров, каждый из которых содержит в себе оборудование для проведения одной или более стадий описанного выше процесса. 2. Мобильная установка по п.1, включающая в себя по меньшей мере один контейнер, в котором находится оборудование для изготовления длинномерного внутреннего кожуха, и/или включающая по меньшей мере один контейнер, в котором находится оборудование для накручивания одного или более металлических слоев на внутренний кожух, и/или включающая по меньшей мере один контейнер, в котором находится оборудование для отверждения отверждаемого адгезивного материала, и/или включающая по меньшей мере один контейнер, в котором находится оборудование для непрерывного перемещения трубчатого тела или его промежуточных частей, и/или включающая контейнер, в котором содержится оборудование для нанесения покрытия на внешний кожух длинномерного трубчатого тела. 3. Мобильная установка по п.1 или 2, включающая в себя по меньшей мере один дополнительный-7 014701 контейнер, в котором находится аппаратура для подачи кондиционированного воздуха с целью его использования для регулирования климата в одном или более остальных контейнерах, преимущественно дополнительный контейнер, в котором находится аппаратура для подачи кондиционированного воздуха с целью его использования для регулирования климата в одном или более других контейнерах, который содержит аппаратуру для регулирования температуры воздуха, влажности воздуха или содержания пыли в воздухе, в частности для всех остальных контейнеров. 4. Мобильная установка по п.1 или 2, в которой в одном или более контейнерах находится аппаратура для подачи кондиционированного воздуха с целью его использования для регулирования климата в этом контейнере, причм в этом контейнере находится, в частности, аппаратура для регулирования температуры воздуха, влажности воздуха или содержания пыли в воздухе. 5. Мобильная установка по любому из пп.1-4, включающая в себя один или более контейнеров, в которых находится оборудование для создания натяжения в длинномерном трубопроводе, например гусеничное оборудование. 6. Мобильная установка по любому из пп.1-5, включающая в себя по меньшей мере один дополнительный контейнер, в котором находится мониторинговая и/или регулировочная аппаратура для прослеживания и/или регулирования операций, проводимых в одном или более других контейнерах, преимущественно во всех контейнерах. 7. Мобильная установка по любому из пп.1-6, включающая в себя один или более стандартизированных морских контейнеров, более конкретно ISO контейнеров, преимущественно только стандартизированных морских контейнеров. 8. Мобильная установка по любому из пп.1-7, включающая в себя контейнеры, которые являются подъмными, в частности, с помощью вертолта или подъмного крана, преимущественно имеющие вес до 30 т, предпочтительно до 25 т. 9. Мобильная установка по любому из пп.1-8, включающая в себя в дополнение к непосредственным соединительным средствам между контейнерами усиливающие конструкции для соединения трх или более контейнеров один с другим, преимущественно раму, соединяющую между собой контейнеры,и при этом предпочтительно, чтобы все контейнеры, в которых осуществляется производство длинномерного трубчатого тела, были соединены между собой посредством какой-либо усиливающей конструкции. 10. Мобильная установка по любому из пп.1-7, включающая в себя один или более уплотнителей,соединяющих отверстия в одном контейнере с отверстиями в соседних контейнерах, в частности для переноса длинномерного трубчатого тела от одного контейнера к другому контейнеру, причм уплотнителями преимущественно являются гибкие уплотнители, в частности меха. 11. Мобильная установка по любому из пп.1-10, в которой, по крайней мере, в контейнерах, где осуществляется производство длинномерного трубчатого тела, давление выше давления окружающей среды, преимущественно выше давления окружающей среды на 5-25 мбар. 12. Применение мобильной установки по любому из пп.1-11 для изготовления длинномерных трубчатых тел по п.1, в которой преимущественно изготовляется первое длинномерное трубчатое тело, после чего мобильную установку транспортируют к противоположному концу длинномерного трубчатого тела с последующим изготовлением другого длинномерного трубчатого тела, которое присоединяют к первому длинномерному трубчатому телу, и, возможно, с последующим транспортированием установки к новому противоположному концу трубчатого тела и изготовлением третьего трубчатого тела, которое присоединяют ко второму длинномерному трубчатому телу и, возможно, с последующими дальнейшими удлинениями. 13. Соединяемые контейнеры, содержащие в себе одну или более деталей оборудования, предназначенные для проведения одной или более стадий процесса по п.1. 14. Мобильная установка по п.1, в которой длинномерное трубчатое тело имеет внешний кожух,включает по меньшей мере два слоя, каждый из которых состоит из одной или более предварительно продольно сформованных плоских длинномерных металлических полос, причм предварительная формовка полос выполнена таким образом, что полосы согнуты по спирали так, чтобы последовательные витки спирали соприкасались или почти соприкасались один с другим, каждая полоса в одном слое перекрывалась с другими полосами в других слоях, слои внешнего кожуха были связаны между собой с помощью клея, и при этом длинномерное тело изготовлено с помощью способа, включающего в себя создание длинномерного внутреннего кожуха, подготовку одной или более первых плоских длинномерных металлических полос, пластическую предварительную формовку одной или более первых металлических полос с применением изгиба с целью получения одной или более спиралей и наложение одной или более предварительно сформованных первых металлических полос на внутренний кожух с образованием первого слоя внешнего кожуха, подготовку и нанесение клея или отверждаемого адгезивного материала,подготовку одной или более вторых плоских длинномерных металлических полос, пластическую предварительную формовку одной или более вторых металлических полос с применением изгиба с целью получения одной или более спиралей и наложение предварительно сформованных одной или более вторых металлических полос на первый слой внешнего кожуха с образованием второго слоя внешнего ко-8 014701 жуха, и возможную последующую подготовку и нанесение одного или более дополнительных слоев клея или отверждаемого адгезивного материала и наложение предварительно сформованных плоских длинномерных металлических полос с возможной последующей операцией отверждения с целью отверждения адгезивного материала.

МПК / Метки

МПК: B21C 37/12

Метки: трубчатых, мобильная, тел, длинномерных, изготовления, установка

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/10-14701-mobilnaya-ustanovka-dlya-izgotovleniya-dlinnomernyh-trubchatyh-tel.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Мобильная установка для изготовления длинномерных трубчатых тел</a>

Похожие патенты