CN102418841B - 一种管线中的变径短节螺纹检漏装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管线中的变径短节螺纹检漏装置，包括：管体，管体的一端封闭，管体的另一端开口；封隔器，设于管体上，包括第一封隔器和第二封隔器；其中，第一封隔器一侧的管体的外径大于第二封隔器一侧的管体的外径，在第一封隔器和第二封隔器之间的管体上开有连通管体内外的透气孔。本发明的检漏装置使用方便，便于携带，能够在施工现场对连接入管线中的变径短节的螺纹进行密封性检测。

Description

一种管线中的变径短节螺纹检漏装置

技术领域

本发明涉及管线螺纹连接的密封检测装置领域，具体地说是一种管线中的变径短节螺纹检漏装置。

背景技术

输送气体或液体的管线需要承受管线内的气体或液体带来的一定的压力。为避免在输送过程中气体或液体泄漏，在管件连接起来之后，往往需要对这些管件的连接部位的螺纹进行密封性检测。例如石油工业中需要用油套管及其辅助工具等管件连接成输送管线来完成油、气的输送。油套管以及辅助工具等管件连接构成的管线形成油、气流动的通道，称为油套管柱。而为了满足不同的井下需要，油套管柱中往往包含一些变径短节，将不同规范的油套管连接起来。为了保证油或气按照设计要求的通道安全流出油井或气井，油套管柱就都需要很好的密封性。

现有技术中检测管线中的变径短节的螺纹的密封效果的办法是：在实验室内把每根变径短节的公扣和母扣，分别和标准的母扣和公扣接头连接，建立密闭空间，然后往变径短节密闭空间内注入一定量的高压检测气体，再用水浸没变径短节，在一定时间内变径短节不冒气泡，说明变径短节丝扣的密封达到要求。检测合格后，再把变径短节从接头卸下，分别运输到施工现场使用。在油田施工现场，变径短节是与上下不同尺寸的油套管连接在一起形成管柱串的。上述检测方法工艺复杂且不能在现场使用，只是起到对于变径短节的连接丝扣在设定高压下是否可以满足连接后的密封性的检验，即检验变径短节是否合格，而不能对现场实际连接起来的变径短节连接处的螺纹的密封性进行检验。实验室的检测结论只能说明变径短节的螺纹可以达到要求的密封程度，但是却不能确保现场连接到管线中的变径短节的螺纹部的实际的密封情况是良好的。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种管线中的变径短节螺纹检漏装置，该装置能够在施工现场对连接后的变径短节的螺纹密封性进行检测。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种管线中的变径短节螺纹检漏装置，包括：

管体，管体的一端封闭，管体的另一端开口；

封隔器，设于管体上，包括第一封隔器和第二封隔器；

其中，第一封隔器一侧的管体的外径大于第二封隔器一侧的管体的外径，在第一封隔器和第二封隔器之间的管体上开有连通管体内外的透气孔。

所述第一封隔器和第二封隔器分别包括套于管体上的活塞式滑套、封隔胶筒和并帽，其中

并帽与管体螺纹连接；

活塞式滑套与管体滑动密封连接，活塞式滑套与管体之间形成压力腔，管体上具有连通压力腔和管体内部的传压孔，活塞式滑套受压力腔内的介质作用轴向滑动而挤压封隔胶筒；

封隔胶筒设于并帽与活塞式滑套之间，并受活塞式滑套挤压膨胀坐封。

所述管体由多段连接而成，包括第一滑套杆、中心管和第二滑套杆，中心管的一端与第一滑套杆连接，另一端与第二滑套杆变径连接，第一封隔器设于第一滑套杆上，第二封隔器设于第二滑套杆上，所述中心管内至少有两个轴向的通孔，其中一个轴向的通孔的两端分别设置一压力控制单向阀，两个压力控制单向阀的导通方向相反，透气孔设于两压力控制单向阀之间的管体上。

所述透气孔为两个，每个透气孔上均设有压力控制单向阀，所述压力控制单向阀的导通方向相反。

所述中心管与第二滑套杆通过变径短节连接。

所述压力控制单向阀为弹簧单向阀。

所述管体的外径较小的一端连接有卡座。

所述卡座通过加长杆与管体连接。

所述管体的高压接口一端连接有提环。

所述检漏装置还包括集气套，所述集气套包括：

第一半管体，内壁具有第一半环形板和第二半环形板；

第二半管体，内壁具有与第一半环形板对应的第三半环形板和与第二半环形板对应的第四半环形板；

所述第一半管体与第二半管体沿轴线方向的一个侧面通过合页连接，另一个侧面通过扣锁连接，其中所述第一半环形板和第三半环形板组成第一隔板，所述第二半环形板和第四半环形板组成第二隔板，所述第一隔板和第二隔板之间的管壁上具有检测孔。

所述第一半管体的内壁还具有第五半环形板，第五半环形板位于第一半环形板和第二半环形板之间；所述第二半管体的内壁具有与第五半环形板对应的第六半环形板，所述第五半环形板和第六半环形板组成第三隔板，第三隔板两侧的管壁上均具有检测孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明的检漏装置只需要与提供高压介质的设备连接便可使用，使用方便，便于携带，能够在施工现场使用。

2、本发明的检漏装置能够对连接到管线中的变径短节的连接部的螺纹密封性进行检测，将本发明装置伸入管线中，将两个封隔器坐封在变径短节两端的管线的内壁上，在本发明装置与管线之间形成密闭环空，由高压接口引入的高压介质从透气孔进入到密闭环空内，即可检测接入管线内的变径短节的连接部的密封性是否良好。避免了由于连入管线中的变径短节的螺纹密封失效而导致整个管线密封失效的问题，杜绝了安全隐患。

3、本发明的检漏装置的主体为变径管体，能够很好地适应管线中变径短节两侧不同内径空间。

4、本发明的检漏装置结构简单，操作方便，安全性能好。

附图说明

图1为本发明的管线中的变径短节螺纹检漏装置的较佳实施例的结构半剖图；

图2为本发明的管线中的变径短节螺纹检漏装置的较佳实施例的中心管的结构剖图；

图3为本发明的管线中的变径短节螺纹检漏装置的集气套的结构示意图；

图4为本发明的管线中的变径短节螺纹检漏装置的集气套的打开状态的结构示意图；

图5为本发明的管线中的变径短节螺纹检漏装置的加长杆另一实施例的结构示意图；

图6为本发明的管线中的管件螺纹密封检测装置的较佳实施例的中心管的另一种结构剖图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

如图1和图2所示，图1为本发明的管线中的变径短节螺纹检漏装置的较佳实施例的结构半剖图；图2为本发明的管线中的变径短节螺纹检漏装置的较佳实施例的中心管的结构剖图。一种管线中的变径短节螺纹检漏装置，包括第一滑套杆1、中心管2、变径短节3、转换接头4和第二滑套杆5依次螺纹连接而成的管体，且相连接处均设有密封圈39，以便保证整个管体的密封性。其中，管体的第二滑套杆5的一端封闭，第一滑套杆1的一端开口形成高压接口6，且第一滑套杆1的外径大于第二滑套杆5的外径。第一滑套杆1上设有由第一并帽7、第一封隔胶筒8和第一活塞式滑套9组成的第一封隔器。其中第一封隔胶筒8设于第一并帽7与第一活塞式滑套9之间，并受第一活塞式滑套9挤压而膨胀坐封。第一并帽7与第一滑套杆1螺纹连接。第一活塞式滑套9与第一滑套杆1滑动密封连接。第一活塞式滑套9与第一滑套杆1之间形成第一压力腔10。第一滑套杆1上具有连通第一压力腔10和第一滑套杆1内部的第一传压孔11。从高压接口6进入的高压介质从第一传压孔11进入到第一压力腔10内，第一活塞式滑套9受第一压力腔10内的高压介质作用轴向滑动从而挤压第一封隔胶筒8，使第一封隔胶筒8膨胀坐封。同样，第二滑套杆5上设有由第二并帽12、第二封隔胶筒13和第二活塞式滑套14组成的第二封隔器。其中第二封隔胶筒13设于第二并帽12与第二活塞式滑套14之间，并受第二活塞式滑套14挤压而膨胀坐封。第二并帽12与第二滑套杆5螺纹连接。第二活塞式滑套14与第二滑套杆5滑动密封连接。第二活塞式滑套14与第二滑套杆5之间形成第二压力腔15。第二滑套杆5上具有连通第二压力腔15和第二滑套杆5内部的第二传压孔16。从高压接口6进入的高压介质从第二传压孔16进入到第二压力腔15内，第二活塞式滑套14受第二压力腔15内的高压介质作用轴向滑动从而挤压第二封隔胶筒13，使第二封隔胶筒13膨胀坐封。第一封隔胶筒8和第二封隔胶筒13均由两个或两个以上的胶筒串接而成。第一封隔胶筒8和第二封隔胶筒13的两端均设有支撑环17，以便对第一封隔胶筒8和第二封隔胶筒13有效挤压。所述中心管2内具有一个轴向的中心通孔18和至少一个轴向的偏心通孔19，中心管2上具有连通中心通孔18和中心管2外部的透气孔20。中心通孔18的一端设置第一压力控制单向阀21，另一端设置第二压力控制单向阀22，第一压力控制单向阀21和第二压力控制单向阀22的导通方向相反。透气孔20设于第一压力控制单向阀21和第二压力控制单向阀22之间。所述第一压力控制单向阀21和第二压力控制单向阀22均为弹簧单向阀。如图2所示，所述第一压力控制单向阀包括：压帽23，与中心通孔18螺纹连接；第一阀座24，与压帽23连接，第一阀座24与中心通孔18之间设有密封圈25；第一阀芯26，前部滑动伸入第一阀座24内，与第一阀座24相重合部分具有径向通孔27；第一压力弹簧28，作用于第一阀芯26，使第一阀芯26与第一阀座24紧密结合。当第一封隔胶筒8和第二封隔胶筒13均坐封后，第一阀芯26在高压介质的作用下滑动，高压介质从第一阀芯26上的径向通孔27进入到中心管2的中心通孔18内，并由透气孔20进入到中心管与被检测管线之间的环空内进行加压检测。显然，为保证第一封隔胶筒8和第二封隔胶筒13坐封良好，第一压力弹簧28作用于第一阀芯26的力应大于第一封隔胶筒8和第二封隔胶筒13坐封需要的压力。所述第二压力控制单向阀22包括：第二阀座29，与中心通孔18螺纹连接；第二阀芯30，第二阀芯30与阀座29紧密接触；第二压力弹簧31，作用于第二阀芯30，使第二阀芯30与第二阀座29紧密接触。当检测完成泄压时，高压介质从透气孔20进入到中心管2的中心通孔18内，进而将第二阀芯30打开，高压介质从第二阀芯30与第二阀座29之间的缝隙通过，并最终从高压接口6流出。第一滑套杆1螺纹连接有提环32。以便通过绳索等将整个检漏装置下入到管线中对变径短节的螺纹进行密封性检测。第二滑套杆5通过加长杆33连接有卡座34。卡座34的设置防止了由于管线内径不同导致第一封隔器和第二封隔器受到的压力不同而使整个检漏装置向第一封隔器一侧移动。加长杆33一端螺纹连接第二滑套杆5，另一端螺纹连接调节拉杆35，卡座34螺纹连接于调节拉杆35上。所述卡座34上还具有轴向的通孔40，以便泄压时，介质从此排出。为保证第一封隔器和第二封隔器的坐封，第一压力弹簧28的弹力应大于第一封隔器和第二封隔器坐封需要的压力。

如图6所示，图6为本发明的管线中的管件螺纹密封检测装置的中心管2的另一种选择的结构剖图，所述中心管2的管壁上具有两个透气孔，分别为第一透气孔201和第二透气孔202，第一透气孔201上设置有向中心管2外导通的第一压力控制单向阀21，第一压力控制单向阀21为弹簧单向阀，包括第一阀体203，第一阀体203内具有第一阀座240和第一阀芯241，第一阀芯241的一端具有作用于第一阀芯241的第一压力弹簧242。当内外压差大于第一压力弹簧242的压力时，第一阀芯241与第一阀座240分离产生间隙，气体自间隙通过。第二透气孔202上设置有向中心管2内导通的第二压力控制单向阀22，第二压力控制单向阀22为弹簧单向阀，包括第二阀体204，第二阀体204内具有第二阀座243和第二阀芯244，第二阀芯244的一端具有作用于第二阀芯244的第二压力弹簧245。

作为本实施例的一个优选，本发明的检漏装置还包括集气套，如图3和图4所示，图3为本发明的管线中的变径短节螺纹检漏装置的集气套的结构示意图；图4为本发明的管线中的变径短节螺纹检漏装置的集气套的打开状态的结构示意图。所述集气套包括：第一半管体41，内壁具有第一半环形板42和第二半环形板43；第二半管体44，内壁具有与第一半环形板42对应的第三半环形板45和与第二半环形板43对应的第四半环形板46。所述第一半环形板42和第三半环形板45组成第一隔板，所述第二半环形板43和第四半环形板46组成第二隔板。所述第一半管体41的内壁还具有第五半环形板50，第五半环形板50位于第一半环形板42和第二半环形板43之间；所述第二半管体44的内壁具有与第五半环形板50对应的第六半环形板51，所述第五半环形板50和第六半环形板51组成第三隔板，第一隔板与第三隔板之间的管壁上具有第一检测孔47-1，第三隔板与第二隔板之间的管壁上具有第二检测孔47-2。所述第一检测孔47-1和第二检测孔47-2可以同时设在第一半管体41或第二半管体44中的一个上，也可以分别设在第一半管体41和第二半管体44上。当被检测部位为接箍或变径短节等较短的管件的两端的螺纹部时，本实施例的集气套可以将管件两端的螺纹部分成两个独立的空间，以便精确检测哪端泄漏。所述第一半管体与第二半管体沿轴线方向的一个侧面通过合页48连接，另一个侧面通过扣锁49连接。

加长杆33可以是一根刚性杆或多根刚性杆连接而成加长杆，也可以是钢丝绳等柔性部件组成的加长杆，如图5所示，图5是一种柔性加长杆的结构示意图：第一拉环36通过钢丝绳38连接第二拉环37。第一拉环36与第二滑套杆5螺纹连接，第二拉环37与调节拉杆35螺纹连接，卡座34螺纹连接于调节拉杆35上。

第一阀芯26和第二阀芯30也可以是锥形阀芯。

使用本发明的检漏装置对管线中的变径短节的螺纹进行密封性检测的具体操作步骤如下：

1、通过钢丝绳等工具将本发明的检漏装置下入到管线内，并使第一封隔器和第二封隔器分别位于变径短节的两端；

2、将卡座34连接到调节拉杆35上，并旋动卡座34直至卡座34贴近管线的直径较小的一端的端面，防止由于第一封隔器和第二封隔器受到的压力不同而使本发明的检漏装置向第一封隔器方向移动；

3、通过连接高压接口6的高压软管往检漏装置内注入接近5MPa压力的示踪介质，高压示踪介质进入第一压力腔10和第二压力腔15分别推动第一活塞式滑套9和第二活塞式滑套14，第一活塞式滑套9和第二活塞式滑套14分别挤压第一封隔胶筒8和第二封隔胶筒13使第一封隔胶筒8和第二封隔胶筒13膨胀、瞬间坐封。

4、继续注入高压示踪介质直至检测压力，高压示踪介质打开第一阀芯26并由透气孔20进入到本发明的检漏装置与管线内壁之间的密闭环空，形成封闭的稳压区间；

5、稳压一段时间后进行泄压，高压示踪介质打开第二阀芯30，密闭环空内的示踪介质和检漏装置内的示踪介质均从高压软管处排出。

6、泄压后，若发生泄露，则在集气套内会聚集大量示踪介质，通过将检漏仪的探针插入集气套的检测孔内，可以检测到是否有泄漏，从而判断变径短节的螺纹的密封性能是否合格。当然，也可以在稳压期间进行检测。毕竟管线内具有高压介质，在泄压后进行检测，安全性会高些。

7、检测完成后，卸下卡座，提出检漏装置，准备下次检测。

本发明的检漏装置可以采用氦气作为示踪气体，也可以采用其他示踪气体或示踪液体。以氦气作为失踪气体为例，检漏精度可以达到：1x10^-7bar.ml/s。为减少泄露出的氦气扩散，在管线外套上集气套。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种管线中的变径短节螺纹检漏装置，其特征在于，包括：

管体，管体的一端封闭，管体的另一端开口；

封隔器，设于管体上，包括第一封隔器和第二封隔器；

其中，第一封隔器一侧的管体的外径大于第二封隔器一侧的管体的外径，在第一封隔器和第二封隔器之间的管体上开有连通管体内外的透气孔；

所述管体由多段连接而成，包括第一滑套杆、中心管和第二滑套杆，中心管的一端与第一滑套杆连接，另一端与第二滑套杆变径连接，第一封隔器设于第一滑套杆上，第二封隔器设于第二滑套杆上，所述中心管内至少有两个轴向的通孔，其中一个轴向的通孔的两端分别设置一压力控制单向阀，两个压力控制单向阀的导通方向相反，透气孔设于两压力控制单向阀之间的管体上。

2.根据权利要求1所述的管线中的变径短节螺纹检漏装置，其特征在于，所述第一封隔器和第二封隔器分别包括套于管体上的活塞式滑套、封隔胶筒和并帽，其中

并帽与管体螺纹连接；

活塞式滑套与管体滑动密封连接，活塞式滑套与管体之间形成压力腔，管体上具有连通压力腔和管体内部的传压孔，活塞式滑套受压力腔内的介质作用轴向滑动而挤压封隔胶筒；

封隔胶筒设于并帽与活塞式滑套之间，并受活塞式滑套挤压膨胀坐封。

3.根据权利要求1所述的管线中的变径短节螺纹检漏装置，其特征在于，所述中心管与第二滑套杆通过变径短节连接。

4.根据权利要求1所述的管线中的变径短节螺纹检漏装置，其特征在于，所述管体的外径较小的一端连接有卡座。

5.根据权利要求4所述的管线中的变径短节螺纹检漏装置，其特征在于，所述卡座通过加长杆与管体连接。

6.根据权利要求1所述的管线中的变径短节螺纹检漏装置，其特征在于，所述管体另一端开口形成的高压接口一端连接有提环。

7.根据权利要求1所述的管线中的变径短节螺纹检漏装置，其特征在于，所述检漏装置还包括集气套，所述集气套包括：

第一半管体，内壁具有第一半环形板和第二半环形板；

第二半管体，内壁具有与第一半环形板对应的第三半环形板和与第二半环形板对应的第四半环形板；

所述第一半管体与第二半管体沿轴线方向的一个侧面通过合页连接，另一个侧面通过扣锁连接，其中所述第一半环形板和第三半环形板组成第一隔板，所述第二半环形板和第四半环形板组成第二隔板，所述第一隔板和第二隔板之间的管壁上具有检测孔。

8.根据权利要求7所述的管线中的变径短节螺纹检漏装置，其特征在于，所述第一半管体的内壁还具有第五半环形板，第五半环形板位于第一半环形板和第二半环形板之间；所述第二半管体的内壁具有与第五半环形板对应的第六半环形板，所述第五半环形板和第六半环形板组成第三隔板，第三隔板两侧的管壁上均具有检测孔。

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