EA 32614B1 20190628 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2019\PDF/032614 Полный текст описания EA201792386 20160428 Регистрационный номер и дата заявки GB1507401.6 20150430 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок GB2016/051206 Номер международной заявки (PCT) WO2016/174437 20161103 Номер публикации международной заявки (PCT) EAB1 Код вида документа [PDF] eab21906 Номер бюллетеня [GIF] EAB1\00000032\614BS000#(2193:1888) Основной чертеж [**] КОМПОЗИТНЫЙ ТРУБОПРОВОДНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ Название документа [8] F16L 23/00, [8] F16L 23/024, [8] F16L 23/22, [8] G01F 1/58, [8] G01F 15/18, [8] G01N 33/28 Индексы МПК [GB] Робертс Ричард Дэймон Гудмен, [GB] Джоунс Мартин Питер Уилльям, [GB] Рамси Люк, [GB] Бриквуд Джон, [GB] Эдвард Джайлз Сведения об авторах [GB] Эм-ФЛОУ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЛТД Сведения о патентообладателях [GB] Эм-ФЛОУ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЛТД Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea000032614b*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Композитный трубопроводный узел для текучей среды, содержащий трубопровод для текучей среды, имеющий стенку, образующую проточный канал для текучей среды, при этом стенка содержит внутреннюю область и внешнюю область, причем внешняя область содержит композитный материал, имеющий один или более усиливающих элементов, заключенных внутри матричного материала, а внутренняя область содержит материал, который, по существу, не содержит усиливающих элементов, при этом внутренняя область стенки образует первую уплотняющую поверхность вокруг проточного канала для текучей среды на одном конце трубопровода для текучей среды; разделительный элемент, расположенный на конце трубопровода для текучей среды, причем разделительный элемент, по существу, не содержит усиливающих элементов, разделительный элемент образует в проточном канале для текучей среды отверстие, сообщающееся с проточным каналом для текучей среды, а разделительный элемент образует вторую уплотняющую поверхность; уплотняющее приспособление, расположенное вокруг проточного канала для текучей среды между трубопроводом для текучей среды и разделительным элементом; и сжимающее приспособление, которое толкает разделительный элемент и трубопровод для текучей среды друг к другу таким образом, что уплотняющее приспособление образует уплотнение вокруг проточного канала для текучей среды между первой и второй уплотняющими поверхностями, при этом сжимающее приспособление содержит трубчатый элемент, который закрепляет относительно него разделительный элемент и позволяет тянуть конец трубопровода для текучей среды в направлении разделительного элемента.

2. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.1, в котором матричный материал внешней области стенки трубопровода для текучей среды и материал внутренней области стенки трубопровода для текучей среды представляют собой одинаковый материал.

3. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому предыдущему пункту, в котором первая уплотняющая поверхность образована профилем, образованным на конце внутренней области стенки трубопровода для текучей среды.

4. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому предыдущему пункту, в котором вторая уплотняющая поверхность образована углублением, образованным на конце разделительного элемента, находящегося в направлении конца трубопровода для текучей среды.

5. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому предыдущему пункту, в котором уплотняющее приспособление обеспечено за счет непосредственного уплотняющего зацепления между первой и второй уплотняющими поверхностями.

6. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому одному из пп.1-4, в котором уплотняющее приспособление содержит уплотнительный элемент, расположенный между концом трубопровода для текучей среды и разделительным элементом, при этом уплотнительный элемент, по существу, не содержит усиливающих элементов, и уплотнительный элемент образует третью уплотняющую поверхность в прямом уплотняющем зацеплении с первой уплотняющей поверхностью и четвертую уплотняющую поверхность в прямом уплотняющем зацеплении со второй уплотняющей поверхностью.

7. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.6, в котором внутренняя область стенки трубопровода для текучей среды содержит расширяющийся концевой участок, который образует первую уплотняющую поверхность на своей радиально внутренней поверхности, и уплотнительный элемент содержит первый край, который образует третью уплотняющую поверхность на своей радиально внешней поверхности, и при этом расширяющийся концевой участок внутренней области стенки трубопровода для текучей среды принимает внутри себя первый край уплотнительного элемента таким образом, чтобы первая и вторая уплотняющие поверхности входили в герметичное зацепление.

8. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.7, в котором по меньшей мере часть отверстия разделительного элемента расширяется в направлении трубопровода для текучей среды для того, чтобы образовать на радиально внутренней поверхности отверстия вторую уплотняющую поверхность, и уплотнительный элемент содержит второй край, который образует на своей радиально внешней поверхности четвертую уплотняющую поверхность, и при этом расширяющаяся часть отверстия разделительного элемента принимает внутрь себя второй край уплотнительного элемента таким образом, чтобы вторая уплотняющая поверхность и четвертая уплотняющая поверхность входили в герметичное зацепление.

9. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому одному из пп.6-8, в котором уплотнительный элемент содержит ребро, а по меньшей мере один из разделительного элемента и трубопровода для текучей среды образует углубление для приема ребра, причем углубление проходит вокруг проточного канала для текучей среды.

10. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.9, в котором разделительный элемент образует углубление на его радиально внутренней поверхности.

11. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.9 или 10, в котором трубопровод для текучей среды и разделительный элемент выполнены таким образом, что осевой размер углубления уменьшается при перемещении разделительного элемента и трубопровода для текучей среды друг к другу.

12. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому одному из пп.6-11, в котором внутренний диаметр уплотнительного элемента больше или равен внутреннему диаметру трубопровода для текучей среды.

13. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому из пп.6-12, в котором внутренний диаметр уплотнительного элемента больше или равен внутреннему диаметру отверстия, образованного разделительным элементом.

14. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому из пп.6-13, в котором уплотнительный элемент выполнен, по существу, кольцевым.

15. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.6, в котором разделительный элемент содержит фланцевую часть и кольцевую часть, которая проходит в осевом направлении от фланцевой части.

16. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.15, в котором внутренняя область стенки трубопровода для текучей среды содержит расширяющийся концевой участок, который образует на своей внутренней поверхности первую уплотняющую поверхность, а кольцевая часть металлического разделительного элемента образует внешнюю поверхность, которая сужается для сцепления с первой уплотняющей поверхностью.

17. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.16, в котором уплотнительный элемент помещен внутри кольцевого углубления, образованного внешней поверхностью кольцевой части разделительного элемента.

18. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому предыдущему пункту, содержащий дополнительный разделительный элемент, расположенный на конце трубопровода для текучей среды, противоположном разделительному элементу, при этом дополнительный разделительный элемент образует в проточном канале для текучей среды дополнительное отверстие, сообщающееся с проточным каналом для текучей среды; при этом сжимающее приспособление выполнено с возможностью прижатия разделительного элемента и дополнительного разделительного элемента друг к другу для того, чтобы сжимать трубопровод для текучей среды между разделительным элементом и дополнительным разделительным элементом.

19. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.18, в котором сжимающее приспособление содержит трубчатый элемент, соединяющий разделительный элемент и дополнительный разделительный элемент для зажимания трубопровода для текучей среды между ними.

20. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому предыдущему пункту, содержащий элемент с полостью, выполненный таким образом, чтобы обеспечивать локализацию электромагнитного поля.

21. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.20, в котором элемент с полостью содержит один или более усиливающих элементов, заключенных внутри матричного материала, при этом каждый из одного или более усиливающих элементов элемента с полостью являются электропроводными.

22. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.21, в котором каждый из одного или более усиливающих элементов элемента с полостью содержат углеродное волокно.

23. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.21 или 22, в котором матричный материал элемента с полостью, матричный материал внешней области стенки трубопровода для текучей среды и материал внутренней области стенки трубопровода для текучей среды все представляют собой одинаковый материал.

24. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому предыдущему пункту, содержащий компонент, при этом компонент выполнен с возможностью подачи электрического сигнала в и/или из электромагнитного поля, которое проходит, по меньшей мере частично, в проточный канал для текучей среды.

25. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.24, в котором компонент содержит антенну.

26. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.24 или 25, в котором компонент содержит по меньшей мере одно из источника, детектора, датчика и/или преобразователя для генерирования и/или обнаружения по меньшей мере одного из электромагнитной энергии, гамма-излучения, рентгеновских лучей, звуковой энергии и напряжения.

27. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому предыдущему пункту, в котором матричный материал содержит по меньшей мере одно из термопластического материала, термореактивного материала, полиарилэфиркетона, полиарилкетона, полиэфиркетона (PEK), полиэфирэфиркетона (PEEK), поликарбоната, поливинилхлорида (PVC), полиамида, полиамида 11 (PA11), поливинилиденфторида, поливинилидендифторида (PVDF), полифениленсульфида (PPS), полиэтилениминов (PEI), полиоксиметилена (POM), ацеталя, смолы, полимерной смолы и эпоксидной смолы.

28. Способ изготовления композитного трубопроводного узла для текучей среды, в котором обеспечивают трубопровод для текучей среды, имеющий стенку, образующую проточный канал для текучей среды, при этом стенка содержит внутреннюю область и внешнюю область, причем внешняя область содержит композитный материал, имеющий один или более усиливающих элементов, заключенных внутри матричного материала, а внутренняя область содержит материал, который, по существу, не содержит усиливающих элементов, при этом внутренняя область стенки образует первую уплотняющую поверхность вокруг проточного канала для текучей среды на одном конце трубопровода для текучей среды; размещают разделительный элемент на одном конце трубопровода для текучей среды таким образом, чтобы отверстие, образованное разделительным элементом, находилось в сообщении по потоку текучей среды с проточным каналом для текучей среды, причем разделительный элемент, по существу, не содержит усиливающих элементов; размещают уплотняющее приспособление вокруг проточного канала для текучей среды между трубопроводом для текучей среды и разделительным элементом и прижимают разделительный элемент и трубопровод для текучей среды друг к другу таким образом, что уплотняющее приспособление образует уплотнение вокруг проточного канала для текучей среды между первой и второй уплотняющими поверхностями, при этом сжимающее приспособление содержит трубчатый элемент, который закрепляет относительно него разделительный элемент и позволяет тянуть конец трубопровода для текучей среды в направлении разделительного элемента.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

1. Композитный трубопроводный узел для текучей среды, содержащий трубопровод для текучей среды, имеющий стенку, образующую проточный канал для текучей среды, при этом стенка содержит внутреннюю область и внешнюю область, причем внешняя область содержит композитный материал, имеющий один или более усиливающих элементов, заключенных внутри матричного материала, а внутренняя область содержит материал, который, по существу, не содержит усиливающих элементов, при этом внутренняя область стенки образует первую уплотняющую поверхность вокруг проточного канала для текучей среды на одном конце трубопровода для текучей среды; разделительный элемент, расположенный на конце трубопровода для текучей среды, причем разделительный элемент, по существу, не содержит усиливающих элементов, разделительный элемент образует в проточном канале для текучей среды отверстие, сообщающееся с проточным каналом для текучей среды, а разделительный элемент образует вторую уплотняющую поверхность; уплотняющее приспособление, расположенное вокруг проточного канала для текучей среды между трубопроводом для текучей среды и разделительным элементом; и сжимающее приспособление, которое толкает разделительный элемент и трубопровод для текучей среды друг к другу таким образом, что уплотняющее приспособление образует уплотнение вокруг проточного канала для текучей среды между первой и второй уплотняющими поверхностями, при этом сжимающее приспособление содержит трубчатый элемент, который закрепляет относительно него разделительный элемент и позволяет тянуть конец трубопровода для текучей среды в направлении разделительного элемента.

2. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.1, в котором матричный материал внешней области стенки трубопровода для текучей среды и материал внутренней области стенки трубопровода для текучей среды представляют собой одинаковый материал.

3. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому предыдущему пункту, в котором первая уплотняющая поверхность образована профилем, образованным на конце внутренней области стенки трубопровода для текучей среды.

4. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому предыдущему пункту, в котором вторая уплотняющая поверхность образована углублением, образованным на конце разделительного элемента, находящегося в направлении конца трубопровода для текучей среды.

5. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому предыдущему пункту, в котором уплотняющее приспособление обеспечено за счет непосредственного уплотняющего зацепления между первой и второй уплотняющими поверхностями.

6. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому одному из пп.1-4, в котором уплотняющее приспособление содержит уплотнительный элемент, расположенный между концом трубопровода для текучей среды и разделительным элементом, при этом уплотнительный элемент, по существу, не содержит усиливающих элементов, и уплотнительный элемент образует третью уплотняющую поверхность в прямом уплотняющем зацеплении с первой уплотняющей поверхностью и четвертую уплотняющую поверхность в прямом уплотняющем зацеплении со второй уплотняющей поверхностью.

7. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.6, в котором внутренняя область стенки трубопровода для текучей среды содержит расширяющийся концевой участок, который образует первую уплотняющую поверхность на своей радиально внутренней поверхности, и уплотнительный элемент содержит первый край, который образует третью уплотняющую поверхность на своей радиально внешней поверхности, и при этом расширяющийся концевой участок внутренней области стенки трубопровода для текучей среды принимает внутри себя первый край уплотнительного элемента таким образом, чтобы первая и вторая уплотняющие поверхности входили в герметичное зацепление.

8. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.7, в котором по меньшей мере часть отверстия разделительного элемента расширяется в направлении трубопровода для текучей среды для того, чтобы образовать на радиально внутренней поверхности отверстия вторую уплотняющую поверхность, и уплотнительный элемент содержит второй край, который образует на своей радиально внешней поверхности четвертую уплотняющую поверхность, и при этом расширяющаяся часть отверстия разделительного элемента принимает внутрь себя второй край уплотнительного элемента таким образом, чтобы вторая уплотняющая поверхность и четвертая уплотняющая поверхность входили в герметичное зацепление.

9. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому одному из пп.6-8, в котором уплотнительный элемент содержит ребро, а по меньшей мере один из разделительного элемента и трубопровода для текучей среды образует углубление для приема ребра, причем углубление проходит вокруг проточного канала для текучей среды.

10. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.9, в котором разделительный элемент образует углубление на его радиально внутренней поверхности.

11. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.9 или 10, в котором трубопровод для текучей среды и разделительный элемент выполнены таким образом, что осевой размер углубления уменьшается при перемещении разделительного элемента и трубопровода для текучей среды друг к другу.

12. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому одному из пп.6-11, в котором внутренний диаметр уплотнительного элемента больше или равен внутреннему диаметру трубопровода для текучей среды.

13. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому из пп.6-12, в котором внутренний диаметр уплотнительного элемента больше или равен внутреннему диаметру отверстия, образованного разделительным элементом.

14. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому из пп.6-13, в котором уплотнительный элемент выполнен, по существу, кольцевым.

15. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.6, в котором разделительный элемент содержит фланцевую часть и кольцевую часть, которая проходит в осевом направлении от фланцевой части.

16. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.15, в котором внутренняя область стенки трубопровода для текучей среды содержит расширяющийся концевой участок, который образует на своей внутренней поверхности первую уплотняющую поверхность, а кольцевая часть металлического разделительного элемента образует внешнюю поверхность, которая сужается для сцепления с первой уплотняющей поверхностью.

17. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.16, в котором уплотнительный элемент помещен внутри кольцевого углубления, образованного внешней поверхностью кольцевой части разделительного элемента.

18. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому предыдущему пункту, содержащий дополнительный разделительный элемент, расположенный на конце трубопровода для текучей среды, противоположном разделительному элементу, при этом дополнительный разделительный элемент образует в проточном канале для текучей среды дополнительное отверстие, сообщающееся с проточным каналом для текучей среды; при этом сжимающее приспособление выполнено с возможностью прижатия разделительного элемента и дополнительного разделительного элемента друг к другу для того, чтобы сжимать трубопровод для текучей среды между разделительным элементом и дополнительным разделительным элементом.

19. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.18, в котором сжимающее приспособление содержит трубчатый элемент, соединяющий разделительный элемент и дополнительный разделительный элемент для зажимания трубопровода для текучей среды между ними.

20. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому предыдущему пункту, содержащий элемент с полостью, выполненный таким образом, чтобы обеспечивать локализацию электромагнитного поля.

21. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.20, в котором элемент с полостью содержит один или более усиливающих элементов, заключенных внутри матричного материала, при этом каждый из одного или более усиливающих элементов элемента с полостью являются электропроводными.

22. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.21, в котором каждый из одного или более усиливающих элементов элемента с полостью содержат углеродное волокно.

23. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.21 или 22, в котором матричный материал элемента с полостью, матричный материал внешней области стенки трубопровода для текучей среды и материал внутренней области стенки трубопровода для текучей среды все представляют собой одинаковый материал.

24. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому предыдущему пункту, содержащий компонент, при этом компонент выполнен с возможностью подачи электрического сигнала в и/или из электромагнитного поля, которое проходит, по меньшей мере частично, в проточный канал для текучей среды.

25. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.24, в котором компонент содержит антенну.

26. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.24 или 25, в котором компонент содержит по меньшей мере одно из источника, детектора, датчика и/или преобразователя для генерирования и/или обнаружения по меньшей мере одного из электромагнитной энергии, гамма-излучения, рентгеновских лучей, звуковой энергии и напряжения.

27. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому предыдущему пункту, в котором матричный материал содержит по меньшей мере одно из термопластического материала, термореактивного материала, полиарилэфиркетона, полиарилкетона, полиэфиркетона (PEK), полиэфирэфиркетона (PEEK), поликарбоната, поливинилхлорида (PVC), полиамида, полиамида 11 (PA11), поливинилиденфторида, поливинилидендифторида (PVDF), полифениленсульфида (PPS), полиэтилениминов (PEI), полиоксиметилена (POM), ацеталя, смолы, полимерной смолы и эпоксидной смолы.

28. Способ изготовления композитного трубопроводного узла для текучей среды, в котором обеспечивают трубопровод для текучей среды, имеющий стенку, образующую проточный канал для текучей среды, при этом стенка содержит внутреннюю область и внешнюю область, причем внешняя область содержит композитный материал, имеющий один или более усиливающих элементов, заключенных внутри матричного материала, а внутренняя область содержит материал, который, по существу, не содержит усиливающих элементов, при этом внутренняя область стенки образует первую уплотняющую поверхность вокруг проточного канала для текучей среды на одном конце трубопровода для текучей среды; размещают разделительный элемент на одном конце трубопровода для текучей среды таким образом, чтобы отверстие, образованное разделительным элементом, находилось в сообщении по потоку текучей среды с проточным каналом для текучей среды, причем разделительный элемент, по существу, не содержит усиливающих элементов; размещают уплотняющее приспособление вокруг проточного канала для текучей среды между трубопроводом для текучей среды и разделительным элементом и прижимают разделительный элемент и трубопровод для текучей среды друг к другу таким образом, что уплотняющее приспособление образует уплотнение вокруг проточного канала для текучей среды между первой и второй уплотняющими поверхностями, при этом сжимающее приспособление содержит трубчатый элемент, который закрепляет относительно него разделительный элемент и позволяет тянуть конец трубопровода для текучей среды в направлении разделительного элемента.


Евразийское ои 032614 (13) В1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2019.06.28
(21) Номер заявки 201792386
(22) Дата подачи заявки 2016.04.28
(51) Int. Cl. F16L 23/00 (2006.01) F16L 23/024 (2006.01) F16L 23/22 (2006.01) G01F1/58 (2006.01) G01F15/18 (2006.01) G01N 33/28 (2006.01)
(54) КОМПОЗИТНЫЙ ТРУБОПРОВОДНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ
(31) 1507401.6
(32) 2015.04.30
(33) GB
(43) 2018.03.30
(86) PCT/GB2016/051206
(87) WO 2016/174437 2016.11.03
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
Эм-ФЛОУ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЛТД (GB)
(72) Изобретатель:
Робертс Ричард Дэймон Гудмен, Джоунс Мартин Питер Уилльям, Рамси Люк, Бриквуд Джон, Эдвард Джайлз (GB)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(56) WO-A2-2014064437 WO-A2-2012095633 DE-A1-102011014225 GB-A-558085 DE-A1-102013107895 GB-A-1156875
(57) Композитный трубопроводный узел (6) для текучей среды содержит трубопровод (20) для текучей среды, имеющий стенку (32), образующую проточный канал (30) для текучей среды. Стенка (32) содержит внутреннюю область (34) и внешнюю область (36), причем внешняя область (36) содержит композитный материал, имеющий один или более усиливающих элементов, заключенных внутри матричного материала, а внутренняя область (34) содержит материал, который, по существу, не содержит усиливающих элементов. Внутренняя область (34) стенки образует первую уплотняющую поверхность вокруг проточного канала для текучей среды на одном конце трубопровода для текучей среды. Композитный трубопроводный узел для текучей среды содержит разделительный элемент (22), расположенный на конце трубопровода для текучей среды, причем разделительный элемент, по существу, не содержит усиливающих элементов. Разделительный элемент (22) образует отверстие (28) в сообщении потока текучей среды с проточным каналом (30) для текучей среды и вторую уплотняющую поверхность. Композитный трубопроводный узел для текучей среды содержит сжимающее приспособление (24), которое толкает разделительный элемент (22) и трубопровод (2) для текучей среды друг к другу таким образом, что уплотняющее приспособление (60) образует уплотнение вокруг проточного канала для текучей среды между первой и второй уплотняющими поверхностями.
Область техники
Настоящее изобретение относится к композитному трубопроводному узлу для текучей среды, выполненному с возможностью соединения с дополнительным трубопроводом для текучей среды, таким как обычная стальная труба для использования, в частности, хотя не исключительно, в нефтяной и газовой промышленности.
Уровень техники
Композитные трубопроводы для текучей среды предлагают несколько преимуществ над обычными трубопроводами для текучей среды, такими как стальные трубы. Например, композитные трубопроводы для текучей среды способны выдерживать большие напряжения, чем стальные трубы с сопоставимыми параметрами. Композитные трубопроводы для текучей среды также легче, чем стальные трубы с сопоставимыми параметрами.
Композитные трубопроводы для текучей среды также обладают другими желательными свойствами, как описано в находящихся на одновременном рассмотрении патентных заявках Великобритании одного и того же заявителя № 1218956.9, 1218953.6, 1302969.9 и 1311755.1. Композитный трубопровод для текучей среды может обеспечивать большую передачу различных типов энергии по сравнению со стенкой стальной трубы. Стенка композитного трубопровода для текучей среды может обеспечивать большую передачу электромагнитной энергии, такой как радиочастотная (RF) электромагнитная энергия или гамма-излучение по сравнению со стенкой стальной трубы. Стенка композитного трубопровода для текучей среды может обеспечивать большую передачу звуковой энергии по сравнению со стенкой стальной трубы.
Может быть необходимо соединить композитный трубопровод для текучей среды с обычным трубопроводом для текучей среды, таким как стальная труба. Например, в нефтяной и газовой промышленности может быть желательно или необходимо образовать соединение между композитным трубопроводом для текучей среды и стальной трубой, которая способна выдерживать перепады давления до 15000 фунтов/кв.дюйм между проточным каналом для текучей среды, образованным внутри соединения и средой, внешней по отношению к соединению.
Сущность изобретения
Должно быть понятно, что один или более признаков одного аспекта настоящего изобретения может применяться отдельно или в любой комбинации в отношении любого другого аспекта настоящего изобретения.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предоставлен композитный трубопроводный узел для текучей среды, содержащий
трубопровод для текучей среды, имеющий стенку, образующую проточный канал для текучей среды, при этом стенка содержит внутреннюю область и внешнюю область, причем внешняя область содержит композитный материал, имеющий один или более усиливающих элементов, заключенных внутри матричного материала, а внутренняя область содержит материал, который, по существу, не содержит усиливающих элементов, при этом внутренняя область стенки образует первую уплотняющую поверхность вокруг проточного канала для текучей среды на одном конце трубопровода для текучей среды;
разделительный элемент, расположенный на конце трубопровода для текучей среды, причем разделительный элемент, по существу, не содержит усиливающих элементов, разделительный элемент образует в проточном канале для текучей среды отверстие, сообщающееся с проточным каналом для текучей среды, а разделительный элемент образует вторую уплотняющую поверхность;
уплотняющее приспособление, расположенное вокруг проточного канала для текучей среды между трубопроводом для текучей среды и разделительным элементом; и
сжимающее приспособление, которое толкает разделительный элемент и трубопровод для текучей среды друг к другу таким образом, что уплотняющее приспособление образует уплотнение вокруг проточного канала для текучей среды между первой и второй уплотняющими поверхностями.
Матричный материал внешней области стенки трубопровода для текучей среды и материал внутренней области стенки трубопровода для текучей среды может представлять собой одинаковый материал. Матричный материал внешней области стенки трубопровода для текучей среды может быть непрерывным с материалом внутренней области стенки трубопровода для текучей среды.
Разделительный элемент может содержать или быть образован из металла.
Разделительный элемент может содержать или быть образован из стали.
Разделительный элемент может быть выполнен с возможностью соединения с дополнительным трубопроводом для текучей среды.
Разделительный элемент может быть выполнен с возможностью соединения с дополнительным трубопроводом для текучей среды, таким как труба. Труба может, например, быть стандартной конструкции или иметь конфигурацию, используемую в нефтяной и газовой промышленности. Труба может, например, содержать сталь. Разделительный элемент может служить в качестве переходника для соединения композитного трубопровода для текучей среды с обычным трубопроводом, таким как обычный стальной трубопровод для транспортировки текучих сред.
Композитный трубопроводный узел для текучей среды может обеспечивать герметичный проточный канал для текучей среды, который выигрывает от преимуществ использования композитного трубопровода для текучей среды, являясь в то же время также соединяемым с обычным трубопроводом для текучей среды, таким как обычная стальная труба.
Разделительный элемент может содержать фланец.
Разделительный элемент может образовывать множество проходов, расположенных вокруг отверстия, причем каждый проход выполнен с возможностью приема по меньшей мере части соответствующего крепежного приспособления для прикрепления разделительного элемента к дополнительному трубопроводу для текучей среды. Множество проходов могут быть выполнены с возможностью соответствия или совпадения с множеством проходов, образованных через разделительный элемент, такой как фланец дополнительного трубопровода для текучей среды.
Разделительный элемент может содержать втулку, которая выполнена с возможностью прикрепления к дополнительному трубопроводу для текучей среды с использованием зажима. Для этой цели дополнительный трубопровод для текучей среды может содержать дополнительную втулку.
Композитный трубопроводный узел для текучей среды может быть выполнен с возможностью транспортировки текучих сред в скважинных и/или подводных условиях.
Трубопровод для текучей среды может быть выполнен с возможностью выдерживать перепад давления между проточным каналом для текучей среды и средой, внешней по отношению к трубопроводу для текучей среды, до 5000, до 10000 или до 15000 фунтов/кв.дюйм.
Композитный трубопроводный узел для текучей среды может быть выполнен с возможностью обеспечивать герметичность под давлением между трубопроводом для текучей среды и разделительным элементом. Композитный трубопроводный узел для текучей среды может быть выполнен с возможностью обеспечивать герметичность под давлением между трубопроводом для текучей среды и разделительным элементом для перепадов давления между проточным каналом для текучей среды и средой, внешней по отношению к трубопроводному узлу для текучей среды, до 5000, до 10000 или до 15000 фунтов/кв.дюйм.
Первая уплотняющая поверхность может быть образована профилем, образованным на конце внутренней области стенки трубопровода для текучей среды.
Вторая уплотняющая поверхность может быть образована разделительным элементом.
Вторая уплотняющая поверхность может быть образована углублением, образованным в конце разделительного элемента, размещенного в направлении конца трубопровода для текучей среды.
Уплотняющее приспособление может быть предоставлено за счет непосредственного уплотняющего зацепления между первой и второй уплотняющими поверхностями.
Образование уплотнения между первой уплотняющей поверхностью, которая образована материалом, который, по существу, не содержит усиливающих элементов, и второй уплотняющей поверхностью, которая также образована материалом, который, по существу, не содержит усиливающих элементов, может обеспечивать улучшенные характеристики уплотнения по сравнению с уплотнением, образованным между первой и второй уплотняющими поверхностями, при этом по меньшей мере одна из первой и второй уплотняющих поверхностей образована из композитного материала.
Уплотняющее приспособление может содержать уплотнительный элемент, расположенный между концом трубопровода для текучей среды и разделительным элементом. Уплотнительный элемент может быть, по существу, лишен усиливающих элементов. Уплотнительный элемент может проходить вокруг проточного канала для текучей среды.
Уплотнительный элемент может образовывать третью уплотняющую поверхность в прямом уплотняющем зацеплении с первой уплотняющей поверхностью. Уплотнительный элемент может образовывать четвертую уплотняющую поверхность в прямом уплотняющем зацеплении со второй уплотняющей поверхностью.
Уплотнительный элемент может содержать ребро.
По меньшей мере один из разделительного элемента и трубопровода для текучей среды может образовывать углубление для приема ребра уплотнительного элемента, при этом углубление проходит вокруг проточного канала для текучей среды.
Разделительный элемент может образовывать углубление на его радиально внутренней поверхности.
Трубопровод для текучей среды и разделительный элемент могут быть выполнены таким образом, что осевой размер углубления уменьшается при движении разделительного элемента и трубопровода для текучей среды друг к другу.
Внутренняя область стенки трубопровода для текучей среды может содержать расширяющийся концевой участок, который образует уплотняющую поверхность на своей радиально внутренней поверхности. Уплотнительный элемент может содержать первый край, который образует третью поверхность на своей радиально внешней поверхности. Первый край уплотнительного элемента может быть принят внутри расширяющегося концевого участка внутренней области стенки трубопровода для текучей среды таким образом, чтобы первая уплотняющая поверхность и третья уплотняющая
поверхность входили в герметичное зацепление. Первый край уплотнительного элемента может проходить в осевом направлении внутрь от ребра.
По меньшей мере часть отверстия разделительного элемента может расширяться в направлении трубопровода для текучей среды для того, чтобы образовать на внутренней поверхности отверстия вторую уплотняющую поверхность. Уплотнительный элемент может содержать второй край, который образует четвертую уплотняющую поверхность на своей радиально внешней поверхности. Второй край уплотнительного элемента может быть принят внутри расширяющейся части отверстия разделительного элемента таким образом, чтобы четвертая уплотняющая поверхность и вторая уплотняющая поверхность входили в герметичное зацепление. Второй край уплотнительного элемента может проходить в осевом направлении наружу от ребра.
Внутренний диаметр уплотнительного элемента может быть больше или равен внутреннему диаметру трубопровода для текучей среды. Такой уплотнительный элемент может избегать препятствий для проточного канала для текучей среды со стороны уплотнительного элемента.
Внутренний диаметр уплотнительного элемента может быть больше или равен внутреннему диаметру отверстия, образованного разделительным элементом. Такой уплотнительный элемент может избегать препятствий для проточного канала для текучей среды со стороны уплотнительного элемента.
Уплотнительный элемент может быть в общем кольцевым.
Разделительный элемент может содержать фланцевую часть и кольцевую часть, которая проходит в осевом направлении от фланцевой части.
Кольцевая часть разделительного элемента может образовывать внешнюю поверхность, которая сужается для сцепления с первой уплотняющей поверхностью.
Уплотнительный элемент может быть помещен внутри кольцевого углубления, образованного внешней поверхностью кольцевой части разделительного элемента.
Уплотнительный элемент может содержать такой же матричный материал, как внутренняя и внешняя области стенки трубопровода для текучей среды.
Уплотнительный элемент может содержать эластомерный материал.
Уплотнительный элемент может содержать резину.
Сжимающее приспособление может содержать множество стягивающих стержней, при этом каждый стягивающий стержень прикреплен к разделительному элементу, чтобы тянуть разделительный элемент в направлении конца трубопровода для текучей среды.
Сжимающее приспособление может содержать трубчатый элемент, который закрепляет относительно него разделительный элемент и обеспечивает принудительное соединение вместе конца трубопровода для текучей среды и разделительного элемента.
Композитный трубопроводный узел для текучей среды может содержать дополнительный разделительный элемент, расположенный на конце трубопровода для текучей среды, противоположном разделительному элементу, при этом дополнительный разделительный элемент образует в проточном канале для текучей среды дополнительное отверстие, сообщающееся с проточным каналом для текучей среды.
Дополнительный разделительный элемент может быть идентичен разделительному элементу.
Сжимающее приспособление может быть выполнено с возможностью прижатия разделительного элемента и дополнительного разделительного элемента друг к другу для того, чтобы сжимать трубопровод для текучей среды между разделительным элементом и дополнительным разделительным элементом. Сжимающее приспособление может использоваться для сдавливания трубопровода для текучей среды для обеспечения сжимающей предварительной нагрузки на трубопроводе для текучей среды. Такая сжимающая предварительная нагрузка может позволять трубопроводу для текучей среды выдерживать повышенные рабочие растягивающие нагрузки.
Композитный трубопроводный узел для текучей среды может содержать дополнительный уплотнительный элемент, расположенный на конце трубопровода для текучей среды, противоположном уплотнительному элементу, при этом дополнительный уплотнительный элемент образует в проточном канале для текучей среды дополнительное отверстие, сообщающееся с проточным каналом для текучей среды.
Дополнительный уплотнительный элемент может быть идентичен уплотнительному элементу.
Сжимающее приспособление может использоваться для одновременного приведения в действие уплотнительного элемента и дополнительного уплотнительного элемента.
Сжимающее приспособление может содержать множество стягивающих стержней, при этом каждый стягивающий стержень соединяет разделительный элемент и дополнительный разделительный элемент для зажимания трубопровода для текучей среды между ними.
Сжимающее приспособление может содержать трубчатый элемент, который соединяет разделительный элемент и дополнительный разделительный элемент для зажимания трубопровода для текучей среды между ними.
Стенка трубопровода для текучей среды может содержать материал, который выполнен с возможностью передачи через себя по меньшей мере одного из электромагнитной энергии, гамма-излучения, рентгеновских лучей и звуковой энергии.
Внутренняя область стенки трубопровода для текучей среды может содержать материал, который выполнен с возможностью передачи через себя по меньшей мере одного из электромагнитной энергии, гамма-излучения, рентгеновских лучей и звуковой энергии.
Материал, который выполнен с возможностью передачи через себя по меньшей мере одного из электромагнитной энергии, гамма-излучения, рентгеновских лучей и звуковой энергии, может содержать по меньшей мере одно из термопластического материала, термореактивного материала, полиарилэфиркетона, полиарилкетона, полиэфиркетона (PEK), полиэфирэфиркетона (PEEK), поликарбоната, поливинилхлорида (PVC), полиамида, полиамида 11 (PA11), поливинилиденфторида, поливинилидендифторида (PVDF), полифениленсульфида (PPS), полиэтилениминов (PEI), полиоксиметилена (POM), ацетали, смолы, полимерной смолы и эпоксидной смолы.
Внутренняя область стенки трубопровода для текучей среды может быть образована из химически инертного материала. Применение такого материала может предотвратить или, по меньшей мере, частично уменьшить всякую коррозию внутренней области стенки трубопровода для текучей среды, которая в противном случае может произойти.
Внутренняя область стенки трубопровода для текучей среды может быть образована из материала, который непроницаем для текучих сред, которые должны транспортироваться через проточный канал для текучей среды, например, для углеводородных флюидов и/или воды.
Внутренняя область стенки трубопровода для текучей среды может образовывать внутреннюю поверхность, которая является гладкой. гладкая внутренняя поверхность может снижать нарастание в проточном канале для текучей среды каких-либо отложений, таких как воск, гидраты и т.п.
Внутренняя область стенки трубопровода для текучей среды может быть образована исключительно из матричного материала.
Композитная структура внешней области стенки трубопровода для текучей среды может снабжать трубопровод для текучей среды достаточной конструктивной прочностью, чтобы выдерживать любые перепады давления между проточным каналом для текучей среды и средой, внешней по отношению к трубопроводному узлу для текучей среды.
Композитный трубопроводный узел для текучей среды может содержать элемент с полостью, выполненный таким образом, чтобы обеспечить локализацию электромагнитного поля.
Элемент с полостью может содержать металл.
Элемент с полостью может содержать один или более усиливающих элементов, заключенных внутри матричного материала.
Каждый из одного или более усиливающих элементов элемента с полостью может быть электропроводным.
Каждый из одного или более усиливающих элементов элемента с полостью может содержать углеродное волокно.
Матричный материал элемента с полостью, матричный материал внешней области стенки трубопровода для текучей среды и материал внутренней области стенки трубопровода для текучей среды все могут содержать одинаковый материал.
Элемент с полостью может быть расположен снаружи, или может быть, по меньшей мере, частично погружен, или, по меньшей мере, частично заключен в стенку трубопровода для текучей среды.
Элемент с полостью может быть образован внешней областью стенки трубопровода для текучей среды.
Внешняя область стенки трубопровода для текучей среды может содержать материал, который выполнен с возможностью передачи через себя по меньшей мере одного из электромагнитной энергии, гамма-излучения, рентгеновских лучей и звуковой энергии.
Один или более усиливающих элементов композитного материала внешней области стенки трубопровода для текучей среды могут быть неэлектропроводными.
Один или более усиливающих элементов композитного материала внешней области стенки трубопровода для текучей среды могут содержать по меньшей мере одно из полимерных волокон, арамидных волокон, неполимерных волокон, базальтовых волокон, стекловолокон и волокон, стекловолокон E.
Трубопровод для текучей среды может содержать заполняющий полость элемент, по меньшей мере часть которого расположена между внутренней областью стенки трубопровода для текучей среды и элементом с полостью.
Заполняющий полость элемент может содержать материал, который выполнен таким образом, чтобы обеспечить передачу в себе по меньшей мере одного из электромагнитной энергии, гамма-излучения, рентгеновских лучей и звуковой энергии.
Заполняющий полость элемент может содержать такой же материал, как внутренняя область стенки трубопровода для текучей среды.
Заполняющий полость элемент может содержать такой же материал, как матричный материал внешней области стенки трубопровода для текучей среды.
Материал элемента с полостью может быть непрерывным с материалом внутренней области стенки трубопровода для текучей среды.
Материал элемента с полостью может быть непрерывным с матричным материалом внешней области стенки трубопровода для текучей среды.
Композитный трубопроводный узел для текучей среды может содержать компонент.
Компонент может быть выполнен с возможностью подачи энергии в проточный канал для текучей среды и/или из него.
Компонент может содержать антенну для подачи электрического сигнала в и/или из электромагнитного поля, которое проходит, по меньшей мере, частично в проточный канал для текучей среды.
Компонент может содержать антенну.
Компонент может содержать по меньшей мере одно из источника, детектора, датчика и/или преобразователя для генерирования и/или обнаружения по меньшей мере одного из электромагнитной энергии, гамма-излучения, рентгеновских лучей, звуковой энергии и напряжения.
Компонент может быть, по меньшей мере, частично погружен или, по меньшей мере, частично заключен в стенку трубопровода для текучей среды.
Компонент может быть погружен или заключен в стенку трубопровода для текучей среды. Это может исключить всякую потребность в компоненте, проходящем в проточный канал для текучей среды. Это может обеспечить, что герметичность под давлением проточного канала для текучей среды не ухудшается компонентом. Это также может исключить препятствие в проточном канале для текучей среды. Это может исключить скапливание каких-либо частиц, мусора и т.п., что могло бы происходить в противном случае, если бы компонент проходил в проточный канал для текучей среды. Такое расположение компонента также может позволять внутреннюю очистку проточного канала для текучей среды.
Компонент может быть расположен снаружи стенки трубопровода для текучей среды. Компонент может быть прикреплен к трубопроводу для текучей среды.
Компонент может быть установлен на внешней поверхности трубопровода для текучей среды. Матричный материал может содержать полимерный материал.
Матричный материал может содержать по меньшей мере одно из термопластического материала, термореактивного материала, полиарилэфиркетона, полиарилкетона, полиэфиркетона (PEK), полиэфирэфиркетона (PEEK), поликарбоната, поливинилхлорида (PVC), полиамида, полиамида 11 (PA11), поливинилиденфторида, поливинилидендифторида (PVDF), полифениленсульфида (PPS), полиэтилениминов (PEI), полиоксиметилена (POM), ацеталя, смолы, полимерной смолы и эпоксидной смолы.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предоставлен трубопровод, содержащий композитный трубопроводный узел для текучей среды и отрезок трубы, соединенный с каждым концом композитного трубопроводного узла для текучей среды, при этом композитный трубопроводный узел для текучей среды содержит:
трубопровод для текучей среды, имеющий стенку, образующую проточный канал для текучей среды, при этом стенка содержит внутреннюю область и внешнюю область, причем внешняя область содержит композитный материал, имеющий один или более усиливающих элементов, заключенных внутри матричного материала, а внутренняя область содержит материал, который, по существу, не содержит усиливающих элементов, при этом внутренняя область стенки образует первую уплотняющую поверхность вокруг проточного канала для текучей среды на одном конце трубопровода для текучей среды;
разделительный элемент, расположенный на конце трубопровода для текучей среды, причем разделительный элемент, по существу, не содержит усиливающих элементов, разделительный элемент образует в проточном канале для текучей среды отверстие, сообщающееся с проточным каналом для текучей среды, а разделительный элемент образует вторую уплотняющую поверхность;
уплотняющее приспособление, расположенное вокруг проточного канала для текучей среды между трубопроводом для текучей среды и разделительным элементом, и
сжимающее приспособление, которое толкает разделительный элемент и трубопровод для текучей среды друг к другу таким образом, что уплотняющее приспособление образует уплотнение вокруг проточного канала для текучей среды между первой и второй уплотняющими поверхностями.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения, предоставлен способ изготовления композитного трубопроводного узла для текучей среды, включающий
предоставление трубопровода для текучей среды, имеющего стенку, образующую проточный канал для текучей среды, при этом стенка содержит внутреннюю область и внешнюю область, причем внешняя область содержит композитный материал, имеющий один или более усиливающих элементов, заключенных внутри матричного материала, а внутренняя область содержит материал, который, по
существу, не содержит усиливающих элементов, при этом внутренняя область стенки образует первую уплотняющую поверхность вокруг проточного канала для текучей среды на одном конце трубопровода для текучей среды;
помещение разделительного элемента на одном конце трубопровода для текучей среды таким образом, чтобы отверстие, образованное разделительным элементом находилось в сообщении потока текучей среды с проточным каналом для текучей среды, причем разделительный элемент, по существу, не содержит усиливающих элементов;
помещение уплотняющего приспособления вокруг проточного канала для текучей среды между трубопроводом для текучей среды и разделительным элементом; и
прижимание разделительного элемента и трубопровода для текучей среды друг к другу таким образом, чтобы уплотняющее приспособление образовало уплотнение вокруг проточного канала для текучей среды между первой и второй уплотняющими поверхностями.
Краткое описание чертежей
Далее настоящее изобретение будет описано путем только неограничивающего примера со ссылкой на следующие фигуры, из которых:
фиг. 1 представляет собой схематичное изображение трубопровода, содержащего первый композитный трубопроводный узел для текучей среды;
фиг. 2 представляет собой схематичный вид в перспективе первого композитного трубопроводного узла для текучей среды фиг. 1;
фиг. 3 представляет собой вид в продольном разрезе первого композитного трубопроводного узла для текучей среды фиг. 1 и 2;
фиг. 4 представляет собой вид в продольном разрезе концевого участка второго композитного трубопроводного узла для текучей среды;
фиг. 5A представляет собой вид в продольном разрезе концевого участка третьего композитного трубопроводного узла для текучей среды;
фиг. 5B представляет собой подробное изображение фиг. 5A около уплотнительного элемента,
фиг. 6 представляет собой вид в продольном разрезе концевого участка четвертого композитного трубопроводного узла для текучей среды
фиг. 7 представляет собой вид в продольном разрезе пятого композитного трубопроводного узла для текучей среды, а
фиг. 8 представляет собой вид в продольном разрезе шестого композитного трубопроводного узла для текучей среды.
Подробное описание чертежей
Сначала со ссылкой на фиг. 1 показан трубопровод, в общем обозначенный 2, содержащий отрезки обычной стальной трубы 4 и композитный трубопроводный узел 6 для текучей среды, расположенный между ними. Во время использования трубопровод 2 может находиться в относительно суровых внешних окружающих условиях 10, таких как скважинные окружающие условия или подводные окружающие условия. В зависимости от применения трубопровод 2 может подвергаться перепадам давления до 15000 фунтов/кв.дюйм и температурам в диапазоне от нескольких десятков градусов ниже нуля до нескольких сотен градусов Цельсия. Как показано стрелками 12 на фиг. 1, трубопровод 2 может использоваться для перемещения текучих сред, таких как углеводородные жидкости и/или вода.
Трубопроводный узел 6 для текучей среды содержит трубопровод 20 для текучей среды и разделительный элемент в виде стального фланца 22, расположенного на каждом конце трубопровода 20 для текучей среды. Трубопроводный узел 6 для текучей среды дополнительно содержит сжимающее приспособление в виде стальных стягивающих стержней 24, которые соединяют стальные фланцы 22 и которые могут использоваться для сдавливания трубопровода 20 для текучей среды между стальными фланцами 22. Каждая из стальных труб 4 содержит стальной фланец 26, который соединен с соответствующим стальным фланцем 22 трубопроводного узла 6 для текучей среды с использованием обычных крепежных приспособлений (не показано). Во время использования стягивающие стержни 24 могут использоваться для сдавливания трубопровода 20 для текучей среды для обеспечения сжимающей предварительной нагрузки на трубопроводе 20 для текучей среды. Такая сжимающая предварительная нагрузка может позволять трубопроводу 20 для текучей среды выдерживать повышенные рабочие растягивающие нагрузки.
Фиг. 2 и 3 показывают трубопроводный узел 6 для текучей среды более подробно. Специалист в данной области должен понять, что хотя трубопроводный узел 6 для текучей среды, описанный со ссылкой на фиг. 2 и 3, выполнен в виде блока жидкостных датчиков для определения свойств любой текучей среды, находящейся в трубопроводном узле 6 для текучих сред, признаки и преимущества, связанные с конструкцией блока 6 жидкостных датчиков, будут применимы независимо от того, выполнен ли трубопроводный узел 6 для текучей среды в виде блока жидкостных датчиков или нет. Хотя на фиг. 2 и 3 точно не показано, должно быть понятно, что стальные стягивающие стержни 24 имеют резьбовые концевые участки, которые зацепляют гайками (не показано), и что гайки затягивают для соединения стальных стягивающих стержней 24 со стальными фланцами 22 и для притягивания
стальных фланцев 22 друг к другу. Каждый стальной фланец 22 дополнительно образует отверстие 28 и множество резьбовых проходов 29, расположенных вокруг отверстия 28. Во время использования стальные фланцы 22 трубопроводного узла 6 для текучей среды соединены со стальными фланцами 26 стальных труб 4 с использованием обычных крепежных приспособлений, таких как болты (не показано), которые проходят через стальные фланцы 26 стальных труб 4 и зацепляют резьбовые проходы 29 с затягиванием по резьбе.
Как показано на фиг. 2 и 3, трубопровод 20 для текучей среды образует в себе проточный канал 30 для текучей среды. Трубопровод 20 для текучей среды содержит стенку 32, содержащую радиально внутреннюю полиэфирэфиркетонную (PEEK) область 34 и радиально внешнюю композитную область 36, образованную из одного или более стекловолокон, заключенных внутри PEEK матрицы.
Трубопровод 20 для текучей среды дополнительно содержит неэлектропроводный PEEK заполняющий полость элемент 40, расположенный снаружи стенки 32. Трубопровод 20 для текучей среды содержит электропроводный элемент 42 с полостью, расположенный снаружи и на каждом конце заполняющего полость элемента 40. Элемент 42 с полостью содержит одно или более углеродных волокон, заключенных внутри PEEK матрицы. Элемент 42 с полостью образован вокруг трубопровода 20 для текучей среды. Как показано на фиг. 2 и 3, элемент 42 с полостью содержит осевые концевые или манжетные области 44 и радиально внешнюю область 46. Углеродные волокна манжетных областей 44 расположены, по существу, по окружности, тогда как углеродные волокна радиально внешней области 46 элемента 42 с полостью расположены с разными углами относительно продольной оси трубопроводного узла 6 для текучей среды. Например, углеродные волокна в разных слоях радиально внешней области 46 элемента 42 с полостью могут быть расположены с чередующимися углами относительно продольной оси трубопроводного узла 6 для текучей среды, например, с чередующимися положительными и отрицательными углами относительно продольной оси трубопроводного узла 6 для текучей среды.
Трубопроводный узел 6 для текучей среды дополнительно содержит первый изолированный электрический кабель 50, помещенный внутрь канала, который проходит через стенку элемента 42 с полостью и через стенку заполняющего полость элемента 40 к месту внутри стенки 32 трубопровода 20 для текучей среды. Хотя на фиг. 2 точно не показано, должно быть понятно, что первый электрический кабель 50 содержит внутренний электрический проводник, окруженный внешним электрически изоляционным покрытием. Внешнее электроизоляционное покрытие первого электрического кабеля 50 содрано на дистальном конце 52 первого электрического кабеля 50 для того, чтобы обнажить внутренний электрический проводник и за счет этого создать однополюсную антенну внутри стенки 32 трубопровода 20 для текучей среды. Должно быть понятно, что для того, чтобы уплотнить всякие зазоры между кабелем 50 и по меньшей мере одним элементом 42 с полостью, заполняющим полость элементом 40 и стенкой 32 трубопровода 20 для текучей среды, может использоваться герметизирующий компаунд, чтобы предотвратить за счет этого поступление любых текучих сред вдоль канала, который вмещает первый изолированный электрический кабель 50. Вставка дистального конца 52 электрического кабеля 50 внутрь стенки 32 трубопровода 20 для текучей среды позволяет избежать любых требований к электрическому кабелю 50 проходить в проточный канал 30 для текучей среды. Трубопроводный узел 6 для текучей среды дополнительно содержит второй изолированный электрический кабель 54, который электрически соединен на одном конце с электропроводным элементом 42 с полостью.
Трубопроводный узел 6 для текучей среды дополнительно содержит два кольцевых PEEK уплотнительных элемента 60, расположенных на противоположных концах трубопровода 20 для текучей среды, при этом каждый уплотнительный элемент 60 расположен между одним концом трубопровода 20 для текучей среды и соответствующим стальным фланцем 22. Каждый уплотнительный элемент 60 поддерживает герметичность проточного канала 30 для текучей среды под давлением между трубопроводом 20 для текучей среды и примыкающим стальным фланцем 22, как будет описано более подробно ниже. Как показано на фиг. 3, каждый уплотнительный элемент 60 содержит проходящее радиально ребро 62, внутренний в осевом направлении край 64, проходящий в общем в осевом направлении внутрь от ребра 62, и внешний в осевом направлении край 66, проходящий в общем в осевом направлении наружу от ребра 62.
Радиально внутренняя PEEK область 34 стенки 32 трубопровода 20 для текучей среды на каждом конце содержит осевой концевой участок 70. Каждый осевой концевой участок 70 расширяется в направлении соответствующего стального фланца 22. Как показано более подробно на фиг. 3, каждая расширяющаяся осевая часть 70 радиально внутренней PEEK области 34 стенки 32 трубопровода 20 для текучей среды образует радиально внутреннюю первую уплотняющую поверхность 72.
Отверстие 28 каждого стального фланца 22 образует осевую часть 80, которая расширяется в направлении трубопровода 22 для текучей среды; расширяющаяся осевая часть 80 отверстия 28 каждого стального фланца 22 образует вторую уплотняющую поверхность 82. Каждый стальной фланец 22 также образует кольцевое углубление 84, образованное на его радиально внутренней поверхности для помещения ребра 62 соответствующего уплотнительного элемента 60.
Радиально внешняя поверхность внутреннего в осевом направлении края 64 уплотнительного элемента 60 образует третью уплотняющую поверхность 74, которая по форме комплементарна с первой уплотняющей поверхностью 72, образованной расширяющейся осевой частью 70 радиально внутренней PEEK области 34 стенки 32 трубопровода 20 для текучей среды. Радиально внешняя поверхность внешнего в осевом направлении края 66 уплотнительного элемента 60 образует четвертую уплотняющую поверхность 76, которая комплементарна со второй уплотняющей поверхностью 82, образованной расширяющейся осевой частью 80 отверстия 28 стального фланца 22.
Во время использования стальные фланцы 22 притягивают друг к другу с использованием стягивающих стержней 24, как описано выше, для того, чтобы сжимать ребро 62 каждого уплотнительного элемента 60 внутри кольцевого углубления 84 между соответствующим стальным фланцем 22 и соответствующим концом трубопровода 20 для текучей среды. Каждый PEEK уплотнительный элемент 60 достаточно упругий, чтобы ребро 62 уплотнительного элемента 60 герметично зацепляло кольцевое углубление 84, первая уплотняющая поверхность 72 герметично зацепляла третью уплотняющую поверхность 74, а четвертая уплотняющая поверхность 76 герметично зацепляла вторую уплотняющую поверхность 82. Такое расположение обеспечивает PEEK-PEEK уплотнительный стык между первой и третьей уплотняющими поверхностями 72, 74 и PEEK-металлический уплотнительный стык между четвертой и второй уплотняющими поверхностями 76, 82. Оба этих уплотнительных стыка имеют улучшенные характеристики уплотнения относительно уплотнительного стыка, который содержит по меньшей мере один композитный материал.
Внутренний диаметр уплотнительных элементов 60 сопоставим с внутренним диаметром проточного канала 30 для текучей среды, образованного стенкой 32 трубопровода 20 для текучей среды. В связи с этим уплотнительные элементы 60 не препятствуют протеканию текучей среды через проточный канал 30 для текучей среды. Кроме того, применение PEEK для уплотнительных элементов 60 и радиально внутренней области 34 стенки 32 трубопровода 20 для текучей среды обеспечивает относительно гладкую, химически инертную и непроницаемую поверхность, которая в общем устойчива к наращиванию таких отложений, как воск, гидраты и т.п.
Во время использования радиочастотный (RF) электрический сигнал подается по кабелям 50, 54 и связывается посредством антенны на дистальном конце 52 первого электрического кабеля 50 и посредством электропроводного элемента 42 с полостью с полостью 56, образованной электропроводным элементом 42 с полостью, для того, чтобы установить внутри полости 56 РЧ электромагнитное поле. Ориентация углеродных волокон внутри радиально наружной области 46 элемента 42 с полостью служит для ограничения электромагнитного поля внутри полости 56. Периферийная ориентация углеродных волокон внутри манжетных областей 44 элемента 42 с полостью также служит для выборочного подавления распространения конкретных электромагнитных волн из полости 56 по примыкающим стальным трубам 4 для того, чтобы снизить потерю электромагнитной энергии из полости 56. Частотную характеристику трубопроводного узла 6 для текучей среды измеряют посредством передачи по кабелям 50, 54 РЧ электрических сигналов и измерения спектра электрических сигналов, отражаемых назад по кабелям 50, 54. Состав и/или скорость протекания любой текучей среды, имеющейся в проточном канале 30 для текучей среды, определяют по резонансным характеристикам, имеющимся в измеренном частотном спектре отраженных электрических сигналов.
На фиг. 4 показан концевой участок второго трубопроводного узла 106 для текучей среды. Должно быть понятно, что единственная часть второго трубопроводного узла 106 для текучей среды, показанная на фиг. 4, является радиально внутренней частью второго трубопроводного узла 106 для текучей среды около стального фланца 122, расположенного на одном конце трубопровода 120 для текучей среды. Второй трубопроводный узел 106 для текучей среды имеет много одинаковых признаков с первым трубопроводным узлом 6 для текучей среды, показанным на фиг. 2 и 3. В связи с этим признаки второго трубопроводного узла 106 для текучей среды фигуры 4 имеют ссылочные номера, которые равны ссылочным номерам таких же признаков первого трубопроводного узла 6 для текучей среды, показанного на фиг. 2 и 3, увеличенным на "100".
Как показано на фиг. 4, трубопровод 120 для текучей среды содержит неэлектропроводную стенку, в общем обозначенную 132, которая образует в себе проточный канал 130 для текучей среды. Стенка 132 содержит радиально внутреннюю полиэфирэфиркетонную (PEEK) область 134, образующую проточный канал 130 для текучей среды, и композитную радиально внешнюю область 136, образованную из одного или более стекловолокон, заключенных внутри PEEK матрицы. Трубопровод 120 для текучей среды содержит электропроводный элемент 142 с полостью, расположенный снаружи стенки 132.
Трубопроводный узел 106 для текучей среды дополнительно содержит два кольцевых PEEK уплотнительных элемента 160, расположенных на противоположных концах трубопровода 120 для текучей среды, причем каждый уплотнительный элемент 160 расположен между одним концом трубопровода 120 для текучей среды и соответствующим стальным фланцем 122. Каждый уплотнительный элемент 160 поддерживает герметичность под давлением проточного канала 130 для текучей среды между трубопроводом 120 для текучей среды и примыкающим стальным фланцем 122, как будет описано более подробно ниже. Как показано на фиг. 4, каждый уплотнительный элемент 160
содержит проходящее радиально ребро 162, внутренний в осевом направлении край 164, проходящий в общем в осевом направлении внутрь от ребра 162, и внешний в осевом направлении край 166, проходящий в общем в осевом направлении наружу от ребра 162.
В отличие от внутренней PEEK области 34 трубопровода 20 для текучей среды фигур 2 и 3, внутренняя PEEK область 134 не содержит расширяющихся осевых концевых участков. Вместо этого внутреннюю поверхность внутренней PEEK области 134 подвергают механической обработке для образования первой уплотняющей поверхности 172 на каждом конце трубопровода 120 для текучей среды, при этом каждая уплотняющая поверхность 172 расширяется в направлении соответствующего стального фланца 122.
Отверстие 128 каждого стального фланца 122 образует вторую уплотняющую поверхность 182, которая расширяется в направлении соответствующего конца трубопровода 120 для текучей среды. Каждый стальной фланец 122 также образует кольцевое углубление 184, образованное на его радиально внутренней поверхности для помещения ребра 162 соответствующего уплотнительного элемента 160.
Внешняя поверхность внутреннего в осевом направлении края 164 уплотнительного элемента 160 образует третью уплотняющую поверхность 174, которая по форме комплементарна с первой уплотняющей поверхностью 172. Внешняя поверхность внешнего в осевом направлении края 166 уплотнительного элемента 160 образует четвертую уплотняющую поверхность 176, которая по форме комплементарна со второй уплотняющей поверхностью 182.
Во время использования стальные фланцы 122 притягивают друг к другу для того, чтобы сжимать ребро 162 каждого уплотнительного элемента 160 внутри кольцевого углубления 184 между соответствующим стальным фланцем 122 и соответствующим концом трубопровода 120 для текучей среды. Ребро 162 уплотнительного элемента 160 герметично зацепляет кольцевое углубление 184, первая уплотняющая поверхность 172 герметично зацепляет третью уплотняющую поверхность 174, а четвертая уплотняющая поверхность 176 герметично зацепляет вторую уплотняющую поверхность 182.
На фиг. 5A и 5B показан концевой участок третьего трубопроводного узла 206 для текучей среды для использования в трубопроводе 2 фигуры 1. Должно быть понятно, что единственная часть третьего трубопроводного узла 206 для текучей среды, показанная на фиг. 5A, является концевым участком третьего трубопроводного узла 206 для текучей среды около разделительного элемента 290, расположенного на одном конце трубопровода 220 для текучей среды. Третий трубопроводный узел 206 для текучей среды имеет много одинаковых признаков с первым трубопроводным узлом 6 для текучей среды, показанным на фиг. 2 и 3. В связи с этим признаки третьего трубопроводного узла 206 для текучей среды фигур 5A и 5B имеют ссылочные номера, которые равны ссылочным номерам таких же признаков первого трубопроводного узла 6 для текучей среды, показанных на фиг. 2 и 3, увеличенным на "200".
Как показано на фиг. 5A, трубопровод 220 для текучей среды третьего трубопроводного узла 206 для текучей среды образует в себе проточный канал 230 для текучей среды. Трубопровод 220 для текучей среды содержит неэлектропроводную стенку, обозначенную в общем 232. Стенка 232 образует проточный канал 230 для текучей среды. Стенка 232 содержит радиально внутреннюю полиэфирэфиркетонную (PEEK) область 234, образующую проточный канал 230 для текучей среды, и композитную радиально внешнюю область 236, образованную из одного или более стекловолокон, заключенных внутри PEEK матрицы. Радиально внутренняя PEEK область 234 трубопровода 220 для текучей среды расширяется для того, чтобы образовать расширяющуюся внутреннюю уплотняющую поверхность 268.
Трубопровод 220 для текучей среды дополнительно содержит электропроводный элемент 242 с полостью, содержащий электропроводный композитный материал, который содержит один или более усиленных углеродными волокнами элементов, включенных внутрь PEEK материала матрицы. Как показано на фиг. 5A, элемент 242 с полостью содержит осевые концевые или манжетные области 244 и радиально внешнюю область 246. Углеродные волокна манжетных областей 244 расположены, по существу, по окружности, тогда как углеродные волокна радиально внешней области 246 элемента 242 с полостью расположены с разными углами относительно продольной оси трубопроводного узла 206 для текучей среды. Например, углеродные волокна в разных слоях радиально внешней области 246 элемента 242 с полостью могут быть расположены с чередующимися углами относительно продольной оси трубопроводного узла 206 для текучей среды, например, с чередующимися положительными и отрицательными углами относительно продольной оси трубопроводного узла 206 для текучей среды.
Разделительный элемент 290 содержит стальной фланец 222 и кольцевой стальной выступ 291, проходящий в осевом направлении внутрь от стального фланца 222. Кольцевой стальной выступ 291 образует радиально внешнюю поверхность 282, диаметр которой сужается в осевом направлении внутрь в сторону уплотняющей поверхности 272, образованной радиально внутренней поверхностью внутренней PEEK области 234 трубопровода 220 для текучей среды. Разделительный элемент 290 образует в себе отверстие 228, которое выровнено с проточным каналом 230 для текучей среды, образованным трубопроводом 220 для текучей среды. Как показано на фиг. 5B, сужающаяся внешняя поверхность 282 кольцевого стального выступа 291 образует кольцевое углубление 284. Третий
трубопроводный узел 206 для текучей среды дополнительно содержит эластомерное кольцевое уплотнение 260, которое частично помещено внутри кольцевого углубления 284.
Должно быть понятно, что третий трубопроводный узел 206 для текучей среды дополнительно содержит дополнительный разделительный элемент (не показано), идентичный разделительному элементу 290, но который расположен на противоположном конце трубопровода 220 для текучей среды и ориентирован таким образом, что кольцевой стальной выступ 291 разделительного элемента 290 и кольцевой стальной выступ дополнительного разделительного элемента направлены друг к другу. Третий трубопроводный узел 206 для текучей среды дополнительно содержит дополнительное эластомерное кольцевое уплотнение (не показано), идентичное кольцевому уплотнению 260 и которое помещено в дополнительное кольцевое углубление (не показано), идентичное кольцевому углублению 284, образованному в сужающемся диаметре дополнительного разделительного элемента (не показано). Разделительные элементы соединены стягивающими стержнями (не показано), наподобие стягивающих стержней 24, обсуждавшихся в связи с первым трубопроводным узлом 6 для текучей среды фигур 2 и 3.
Во время использования разделительные элементы 290 прижимают друг к другу с использованием стягивающих стержней (не показано) для того, чтобы сжимать эластомерные кольцевые уплотнения 260 в соответствующих кольцевых углублениях 284 для того, чтобы обеспечить уплотнение на каждом конце композитного трубопровода 220 для текучей среды между каждым разделительным элементом 290 и соответствующим концом композитного трубопровода 220 для текучей среды. Уплотнение также может быть предоставлено прямо между уплотняющей поверхностью 272, образованной радиально внутренней поверхностью внутренней PEEK области 234 трубопровода 220 для текучей среды, и радиально сужающейся внешней поверхностью 282, образованной кольцевым стальным выступом 291.
В варианте третьего трубопроводного узла 206 для текучей среды (не показано), кольцевые углубления 284 и кольцевые уплотнения 260 могут быть вместе исключены. В таком варианте уплотнение образовано прямо между уплотняющей поверхностью 272, образованной радиально внутренней поверхностью внутренней PEEK области 234 трубопровода 220 для текучей среды, и радиально сужающейся внешней поверхностью 282, образованной кольцевым стальным выступом 291.
На фиг. 6 показан концевой участок четвертого трубопроводного узла 306 для текучей среды. Должно быть понятно, что единственная часть четвертого трубопроводного узла 306 для текучей среды, показанная на фиг. 6, является радиально внутренней частью четвертого трубопроводного узла 306 для текучей среды около стального фланца 322, расположенного на одном конце трубопровода 320 для текучей среды. Четвертый трубопроводный узел 306 для текучей среды имеет много одинаковых признаков с первым трубопроводным узлом 6 для текучей среды, показанным на фиг. 2 и 3. В связи с этим признаки четвертого трубопроводного узла 306 для текучей среды фигуры 6 имеют ссылочные номера, которые равны ссылочным номерам таких же признаков трубопроводного узла 6 для текучей среды, показанным на фиг. 2 и 3, увеличенным на "300".
Как показано на фиг. 6, трубопровод 320 для текучей среды содержит неэлектропроводную стенку, в общем обозначенную 332, которая образует в себе проточный канал 330 для текучей среды. Стенка 332 содержит радиально внутреннюю полиэфирэфиркетонную (PEEK) область 334, образующую проточный канал 330 для текучей среды и композитную радиально внешнюю область 336, образованную из одного или более стекловолокон, заключенных внутри PEEK матрицы. Трубопровод 320 для текучей среды содержит электропроводный элемент 342 с полостью, расположенный снаружи стенки 332.
Четвертый трубопроводный узел 306 для текучей среды также содержит стальной фланец 322 на каждом конце трубопровода 320 для текучей среды. Однако, в отличие от внутренней PEEK области 34 трубопровода 20 для текучей среды фигур 2 и 3, внутренняя PEEK область 334 не содержит расширяющихся осевых концевых участков. Вместо этого конец внутренней PEEK области 334 подвергают механической обработке для образования первой уплотняющей поверхности в виде концевого профиля 372, который выполнен с возможностью уплотняющего зацепления с комплементарной второй уплотняющей поверхностью в виде кольцевого углубления 382, образованного на внутренней в осевом направлении поверхности соответствующего стального фланца 322.
Во время использования стальные фланцы 322 притягивают друг к другу для того, чтобы сжимать трубопровод 320 для текучей среды между стальными фланцами 322 таким образом, чтобы концевой профиль 372 на каждом конце внутренней PEEK области 334 и соответствующее кольцевое углубление 382, образованное соответствующим стальным фланцем 322, входили в герметичное зацепление. В связи с этим применение четвертого трубопроводного узла 306 для текучей среды устраняет всякую потребность в отдельном уплотнительном элементе.
Фиг. 7 иллюстрирует пятый трубопроводный узел 406 для текучей среды. Пятый трубопроводный узел 406 для текучей среды имеет много одинаковых признаков с четвертым трубопроводным узлом 306 для текучей среды, описанным со ссылкой на фигуру 6. В связи с этим признаки пятого трубопроводного узла 406 для текучей среды фигуры 7 имеют ссылочные номера, которые равны ссылочным номерам таких же признаков трубопроводного узла 306 для текучей среды, увеличенным на "100".
Как показано на фиг. 7, трубопровод 420 для текучей среды содержит неэлектропроводную стенку, в общем обозначенную 432, которая образует в себе проточный канал 430 для текучей среды. Стенка 432
содержит радиально внутреннюю полиэфирэфиркетонную (PEEK) область 434, образующую проточный канал 430 для текучей среды, и композитную радиально внешнюю область 436, образованную из одного или более стекловолокон, заключенных внутри PEEK матрицы. Трубопровод 420 для текучей среды содержит неэлектропроводный PEEK заполняющий полость элемент 440, расположенный снаружи стенки 432, и электропроводный элемент 442 с полостью, расположенный снаружи заполняющего полость элемента 440.
Пятый трубопроводный узел 406 для текучей среды также содержит стальной фланец 422 на каждом конце трубопровода 420 для текучей среды. Как и четвертый трубопроводный узел 306 для текучей среды, конец внутренней PEEK области 434 трубопровода 420 для текучей среды пятого трубопроводного узла 406 для текучей среды подвергают механической обработке для образования первой уплотняющей поверхности в виде концевого профиля 472, которая выполнена с возможностью уплотняющего зацепления с комплементарной второй уплотняющей поверхностью в виде кольцевого углубления 482, образованного на внутренней в осевом направлении поверхности соответствующего стального фланца 422.
Однако, в отличие от четвертого трубопроводного узла 306 для текучей среды, каждый стальной фланец 422 образует винтовую резьбу на своей радиально внешней поверхности. Кроме того, пятый трубопроводный узел 406 для текучей среды содержит сжимающее приспособление в виде трубчатого элемента 494, который на каждом конце образует внутренние винтовые резьбовые участки 496. Пятый трубопроводный узел 406 для текучей среды дополнительно содержит стопорное кольцо 498, которое образует винтовую резьбу на своей радиально внешней поверхности.
Во время использования первый стальной фланец 422 зацепляет с затягиванием по резьбе винтовой резьбовой участок 496 на одном конце трубчатого элемента 494. Трубопровод 420 для текучей среды вставляют в трубчатый элемент 494, а второй стальной фланец 422 зацепляет с затягиванием по резьбе винтовой резьбовой участок 496 на противоположном конце трубчатого элемента 494, зажимая за счет этого трубопровод 420 для текучей среды между стальными фланцами 422 таким образом, что концевой профиль 472 на каждом конце внутренней PEEK области 434 герметично зацепляет соответствующее кольцевое углубление 482, образованное соответствующим стальным фланцем 422. Стопорное кольцо 498 зацепляет с затягиванием по резьбе винтовой резьбовой участок 496 на противоположном конце трубчатого элемента 494 для того, чтобы заблокировать стальные фланцы 422 на месте каждого конца трубопровода 420 для текучей среды.
На фиг. 8 показан концевой участок шестого трубопроводного узла 506 для текучей среды. Должно быть понятно, что единственная часть шестого трубопроводного узла 506 для текучей среды, показанная на фиг. 8, является радиально внутренней частью шестого трубопроводного узла 506 для текучей среды около стального фланца 522, расположенного на одном конце трубопровода 520 для текучей среды. Шестой трубопроводный узел 506 для текучей среды имеет много одинаковых признаков с первым трубопроводным узлом 6 для текучей среды, показанным на фиг. 2 и 3. В связи с этим признаки шестого трубопроводного узла 506 для текучей среды фигуры 8 имеют ссылочные номера, которые равны ссылочным номерам таких же признаков трубопроводного узла 6 для текучей среды, показанным на фиг. 2 и 3, увеличенным на "500".
Как показано на фиг. 8, трубопровод 520 для текучей среды содержит радиально внутреннюю полиэфирэфиркетонную (PEEK) область 534, образующую проточный канал 530 для текучей среды и радиально внешнюю PEEK область 536. Внешняя PEEK область 536 может быть образована in situ на или вокруг внутренней PEEK области 534. Внешняя PEEK область 536, например, может быть образована за счет наложения или оборачивания одной или более предварительно образованных PEEK лент вокруг внутренней PEEK области 534 и, необязательно, внешняя PEEK область 536 может быть подвергнута машинной обработке для обеспечения желательной формы или профиля. В качестве альтернативы, внутренняя PEEK область 534 может быть предоставлена в виде PEEK патрубка, а внешняя PEEK область 536 может быть предоставлена в виде одного или более отдельно образованных PEEK заполняющих полость элементов, которые компонуют поверх PEEK патрубка. Трубопровод 520 для текучей среды дополнительно содержит электропроводный элемент 542 с полостью, расположенный снаружи и на каждом конце внешней PEEK области 536. Элемент 542 с полостью содержит одно или более углеродных волокон, заключенных внутри PEEK матрицы. Элемент 542 с полостью образован вокруг трубопровода 520 для текучей среды. Как показано на фиг. 8, элемент 542 с полостью содержит осевые концевые или манжетные области 544 и радиально внешнюю область 546. Углеродные волокна манжетных областей 544 расположены, по существу, по окружности, тогда как углеродные волокна радиально внешней области 546 элемента 542 с полостью расположены с разными углами относительно продольной оси трубопроводного узла 506 для текучей среды. Например, углеродные волокна в разных слоях радиально внешней области 546 элемента 542 с полостью могут быть расположены с чередующимися углами относительно продольной оси трубопроводного узла 506 для текучей среды, например, с чередующимися положительными и отрицательными углами относительно продольной оси трубопроводного узла 506 для текучей среды.
Шестой трубопроводный узел 506 для текучей среды также содержит стальной фланец 522 на каждом конце трубопровода 520 для текучей среды. Конец внутренней PEEK области 534 подвергают механической обработке для образования первой уплотняющей поверхности 572, имеющей в осевом направлении наружу сужающийся концевой профиль, который выполнен с возможностью уплотняющего зацепления с комплементарной второй уплотняющей поверхностью 582, образованной на внутренней в осевом направлении поверхности соответствующего стального фланца 522.
Во время использования стальные фланцы 522 притягивают друг к другу для того, чтобы сжимать трубопровод 520 для текучей среды между стальными фланцами 522 таким образом, чтобы первая и вторая уплотняющие поверхности 572, 582 на каждом конце внутренней PEEK области 534 входили в герметичное зацепление. В связи с этим применение шестого трубопроводного узла 506 для текучей среды устраняет всякую потребность в отдельном уплотнительном элементе. Должно быть понятно, что зажимание трубопровода 520 для текучей среды между стальными фланцами 522 может быть осуществлено с использованием конфигурации стягивающих стержней (не показано), наподобие конфигурации стягивающих стержней 24, показанной на фиг. 2 и 3. Дополнительно или в качестве альтернативы, зажимание трубопровода 520 для текучей среды между стальными фланцами 522 может быть осуществлено с использованием сжимающего приспособления в виде внешнего трубчатого элемента (не показано), который на каждом конце образует концевые участки с внутренней резьбой (не показано), наподобие концевых участков 496 с внутренней резьбой внешнего трубчатого элемента 494 фигуры 7. Каждый стальной фланец 522 может содержать внешнюю резьбу, образованную на его внешней поверхности для резьбового сцепления с концевыми участками с внутренней резьбой внешнего трубчатого элемента для зажимания трубопровода 520 для текучей среды между стальными фланцами 522. также может быть предоставлено стопорное кольцо (не показано), наподобие стопорного кольца 498 фигуры 7, для того, чтобы заблокировать стальные фланцы 522 на месте каждого конца трубопровода 520 для текучей среды.
Специалист в данной области должен понять, что различные модификации могут быть сделаны в трубопроводных узлах для текучей среды, описанных выше, без выхода за рамки настоящего изобретения. Например, хотя трубопроводным узлом 6 для текучей среды, описанным выше со ссылкой на фиг. 1-7, является РЧ жидкостной датчик, должно быть понятно, что трубопроводный узел 6 для текучей среды не обязательно может быть жидкостным датчиком, но может содержать композитный трубопровод для текучей среды, имеющий металлические разделительные компоненты и кольцевые уплотнения на каждом конце без РЧ антенны любого типа.
Трубопроводный узел для текучей среды может содержать один или более дополнительных компонентов. Например, трубопроводный узел для текучей среды может содержать один или более источников гамма-излучения и/или один или более детекторов гамма-излучения. Трубопроводный узел для текучей среды может содержать один или более акустических преобразователей. Должно быть понятно, что в такой конфигурации один или более дополнительных компонентов могут находиться снаружи, или могут быть, по меньшей мере, частично включены или, по меньшей мере, частично заключены внутрь стенки трубопровода для текучей среды для того, чтобы исключить всякую потребность в одном или более компонентах или в какой-либо связанной кабельной разводке, проходящей в проточный канал для текучей среды, образованный трубопроводом для текучей среды.
Стенка трубопровода для текучей среды может содержать полимерный материал любого типа. Например, стенка может содержать по меньшей мере одно из термопластического материала, термореактивного материала, полиарилэфиркетона, полиарилкетона, полиэфиркетона (PEK), полиэфирэфиркетона (PEEK), поликарбоната, поливинилхлорида (PVC), полиамида, полиамида 11 (PA11), поливинилиденфторида, поливинилидендифторида (PVDF), полифениленсульфида (PPS), полиэтилениминов (PEI), полиоксиметилена (POM), ацеталя, смолы, полимерной смолы и эпоксидной смолы.
Стенка может содержать один или более усиливающих элементов. Например, стенка может содержать по меньшей мере одно из полимерных волокон, арамидных волокон, неполимерных волокон, базальтовых волокон, стекловолокон и E-стекловолокон.
Вместо содержания элемента с полостью, который является дополнительным к композитной внешней области стенки трубопровода для текучей среды, элемент с полостью может быть образован внешней областью стенки трубопровода для текучей среды.
Элемент с полостью может быть образован отдельно от трубопровода для текучей среды, а затем собран или установлен на трубопровод для текучей среды или вокруг него.
Элемент с полостью может содержать электропроводный композитный материал, который содержит один или более электроизоляционных усиливающих элементов, включенных внутрь электропроводного матричного материала.
Элемент с полостью может содержать электропроводный композитный материал, который содержит один или более электропроводных усиливающих элементов, заключенные внутри электроизоляционного матричного материала. Каждый усиливающий элемент может содержать волокно, нить, частицу, нанотрубку и т.п.
Один или более усиливающих элементов элемента с полостью может содержать углеродные волокна.
Элемент с полостью может содержать матричный материал, который является непрерывным с матричным материалом стенки трубопровода для текучей среды.
Элемент с полостью может содержать металл, такой как медь, сталь, алюминий и/или т.п.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Композитный трубопроводный узел для текучей среды, содержащий
трубопровод для текучей среды, имеющий стенку, образующую проточный канал для текучей среды, при этом стенка содержит внутреннюю область и внешнюю область, причем внешняя область содержит композитный материал, имеющий один или более усиливающих элементов, заключенных внутри матричного материала, а внутренняя область содержит материал, который, по существу, не содержит усиливающих элементов, при этом внутренняя область стенки образует первую уплотняющую поверхность вокруг проточного канала для текучей среды на одном конце трубопровода для текучей среды;
разделительный элемент, расположенный на конце трубопровода для текучей среды, причем разделительный элемент, по существу, не содержит усиливающих элементов, разделительный элемент образует в проточном канале для текучей среды отверстие, сообщающееся с проточным каналом для текучей среды, а разделительный элемент образует вторую уплотняющую поверхность;
уплотняющее приспособление, расположенное вокруг проточного канала для текучей среды между трубопроводом для текучей среды и разделительным элементом; и
сжимающее приспособление, которое толкает разделительный элемент и трубопровод для текучей среды друг к другу таким образом, что уплотняющее приспособление образует уплотнение вокруг проточного канала для текучей среды между первой и второй уплотняющими поверхностями, при этом сжимающее приспособление содержит трубчатый элемент, который закрепляет относительно него разделительный элемент и позволяет тянуть конец трубопровода для текучей среды в направлении разделительного элемента.
2. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.1, в котором матричный материал внешней области стенки трубопровода для текучей среды и материал внутренней области стенки трубопровода для текучей среды представляют собой одинаковый материал.
3. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому предыдущему пункту, в котором первая уплотняющая поверхность образована профилем, образованным на конце внутренней области стенки трубопровода для текучей среды.
4. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому предыдущему пункту, в котором вторая уплотняющая поверхность образована углублением, образованным на конце разделительного элемента, находящегося в направлении конца трубопровода для текучей среды.
5. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому предыдущему пункту, в котором уплотняющее приспособление обеспечено за счет непосредственного уплотняющего зацепления между первой и второй уплотняющими поверхностями.
6. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому одному из пп.1-4, в котором уплотняющее приспособление содержит уплотнительный элемент, расположенный между концом трубопровода для текучей среды и разделительным элементом, при этом уплотнительный элемент, по существу, не содержит усиливающих элементов, и уплотнительный элемент образует третью уплотняющую поверхность в прямом уплотняющем зацеплении с первой уплотняющей поверхностью и четвертую уплотняющую поверхность в прямом уплотняющем зацеплении со второй уплотняющей поверхностью.
7. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.6, в котором внутренняя область стенки трубопровода для текучей среды содержит расширяющийся концевой участок, который образует первую уплотняющую поверхность на своей радиально внутренней поверхности, и уплотнительный элемент содержит первый край, который образует третью уплотняющую поверхность на своей радиально внешней поверхности, и при этом расширяющийся концевой участок внутренней области стенки трубопровода для текучей среды принимает внутри себя первый край уплотнительного элемента таким образом, чтобы первая и вторая уплотняющие поверхности входили в герметичное зацепление.
8. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.7, в котором по меньшей мере часть отверстия разделительного элемента расширяется в направлении трубопровода для текучей среды для того, чтобы образовать на радиально внутренней поверхности отверстия вторую уплотняющую поверхность, и уплотнительный элемент содержит второй край, который образует на своей радиально внешней поверхности четвертую уплотняющую поверхность, и при этом расширяющаяся часть отверстия разделительного элемента принимает внутрь себя второй край уплотнительного элемента таким образом, чтобы вторая уплотняющая поверхность и четвертая уплотняющая поверхность входили в герметичное зацепление.
2.
9. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому одному из пп.6-8, в котором
уплотнительный элемент содержит ребро, а по меньшей мере один из разделительного элемента и
трубопровода для текучей среды образует углубление для приема ребра, причем углубление проходит
вокруг проточного канала для текучей среды.
10. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.9, в котором разделительный элемент образует углубление на его радиально внутренней поверхности.
11. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.9 или 10, в котором трубопровод для текучей среды и разделительный элемент выполнены таким образом, что осевой размер углубления уменьшается при перемещении разделительного элемента и трубопровода для текучей среды друг к другу.
12. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому одному из пп.6-11, в котором внутренний диаметр уплотнительного элемента больше или равен внутреннему диаметру трубопровода для текучей среды.
13. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому из пп.6-12, в котором внутренний диаметр уплотнительного элемента больше или равен внутреннему диаметру отверстия, образованного разделительным элементом.
14. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому из пп.6-13, в котором уплотнительный элемент выполнен, по существу, кольцевым.
15. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.6, в котором разделительный элемент содержит фланцевую часть и кольцевую часть, которая проходит в осевом направлении от фланцевой части.
16. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.15, в котором внутренняя область стенки трубопровода для текучей среды содержит расширяющийся концевой участок, который образует на своей внутренней поверхности первую уплотняющую поверхность, а кольцевая часть металлического разделительного элемента образует внешнюю поверхность, которая сужается для сцепления с первой уплотняющей поверхностью.
17. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.16, в котором уплотнительный элемент помещен внутри кольцевого углубления, образованного внешней поверхностью кольцевой части разделительного элемента.
18. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому предыдущему пункту, содержащий
дополнительный разделительный элемент, расположенный на конце трубопровода для текучей среды, противоположном разделительному элементу, при этом дополнительный разделительный элемент образует в проточном канале для текучей среды дополнительное отверстие, сообщающееся с проточным каналом для текучей среды;
при этом сжимающее приспособление выполнено с возможностью прижатия разделительного элемента и дополнительного разделительного элемента друг к другу для того, чтобы сжимать трубопровод для текучей среды между разделительным элементом и дополнительным разделительным элементом.
19. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.18, в котором сжимающее приспособление содержит трубчатый элемент, соединяющий разделительный элемент и дополнительный разделительный элемент для зажимания трубопровода для текучей среды между ними.
20. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому предыдущему пункту, содержащий элемент с полостью, выполненный таким образом, чтобы обеспечивать локализацию электромагнитного поля.
21. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.20, в котором элемент с полостью содержит один или более усиливающих элементов, заключенных внутри матричного материала, при этом каждый из одного или более усиливающих элементов элемента с полостью являются электропроводными.
22. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.21, в котором каждый из одного или более усиливающих элементов элемента с полостью содержат углеродное волокно.
23. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.21 или 22, в котором матричный материал элемента с полостью, матричный материал внешней области стенки трубопровода для текучей среды и материал внутренней области стенки трубопровода для текучей среды все представляют собой одинаковый материал.
24. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому предыдущему пункту, содержащий компонент, при этом компонент выполнен с возможностью подачи электрического сигнала в и/или из электромагнитного поля, которое проходит, по меньшей мере частично, в проточный канал для текучей среды.
25. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.24, в котором компонент содержит антенну.
19.
26. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по п.24 или 25, в котором компонент содержит по меньшей мере одно из источника, детектора, датчика и/или преобразователя для генерирования и/или обнаружения по меньшей мере одного из электромагнитной энергии, гамма-излучения, рентгеновских лучей, звуковой энергии и напряжения.
27. Композитный трубопроводный узел для текучей среды по любому предыдущему пункту, в котором матричный материал содержит по меньшей мере одно из термопластического материала, термореактивного материала, полиарилэфиркетона, полиарилкетона, полиэфиркетона (PEK), полиэфирэфиркетона (PEEK), поликарбоната, поливинилхлорида (PVC), полиамида, полиамида 11 (PA11), поливинилиденфторида, поливинилидендифторида (PVDF), полифениленсульфида (PPS), полиэтилениминов (PEI), полиоксиметилена (POM), ацеталя, смолы, полимерной смолы и эпоксидной смолы.
28. Способ изготовления композитного трубопроводного узла для текучей среды, в котором
обеспечивают трубопровод для текучей среды, имеющий стенку, образующую проточный канал
для текучей среды, при этом стенка содержит внутреннюю область и внешнюю область, причем внешняя область содержит композитный материал, имеющий один или более усиливающих элементов, заключенных внутри матричного материала, а внутренняя область содержит материал, который, по существу, не содержит усиливающих элементов, при этом внутренняя область стенки образует первую уплотняющую поверхность вокруг проточного канала для текучей среды на одном конце трубопровода для текучей среды;
размещают разделительный элемент на одном конце трубопровода для текучей среды таким образом, чтобы отверстие, образованное разделительным элементом, находилось в сообщении по потоку текучей среды с проточным каналом для текучей среды, причем разделительный элемент, по существу, не содержит усиливающих элементов;
размещают уплотняющее приспособление вокруг проточного канала для текучей среды между трубопроводом для текучей среды и разделительным элементом и
прижимают разделительный элемент и трубопровод для текучей среды друг к другу таким образом, что уплотняющее приспособление образует уплотнение вокруг проточного канала для текучей среды между первой и второй уплотняющими поверхностями, при этом сжимающее приспособление содержит трубчатый элемент, который закрепляет относительно него разделительный элемент и позволяет тянуть конец трубопровода для текучей среды в направлении разделительного элемента.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
032614
- 1 -
032614
- 1 -
032614
- 1 -
032614
- 1 -
032614
- 9 -
032614
- 16 -
032614
- 18 -