CN103028751A - 一种管线的开孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管线(10)的开孔方法，该开孔方法包括以下步骤：(a)将定位短节(30)固定在所述管线(10)的待割除区的外表面上；和(b)将开孔装置的开孔刀具穿过所述定位短节(30)，以对所述管线(10)进行开孔，其中，所述开孔方法还包括：在所述步骤(a)之前，在所述管线(10)的待割除区的外表面上固定设置至少一根加强筋(13)。本发明所述的管线的开孔方法中，通过在开孔前，在管线的待割除区上设置加强筋，增加了管线上待割除区的金属的刚度，有效地防止了在开孔过程中割除金属的变形，从而确保了开孔过程的顺利进行。

Description

一种管线的开孔方法

技术领域

本发明涉及管线开孔领域，具体地，涉及一种管线的开孔方法。

背景技术

管线主要应用于运输流动的介质，如液体或气体。在工业应用中，有时需要在一条主管线上增加旁接支路，而增加旁接支路时首先要在主管线上开孔。

在主管线上进行开孔时分为不带压开孔和带压开孔两种。不带压开孔指的是停止输送介质时对管线进行开孔。管线的带压开孔，是在输送介质的管线上不停止输送介质，不降低压力，不进行介质放空、吹扫，保证管线正常运行的情况下，对管线进行旁接支路作业。采用该工艺进行开孔碰接作业具有技术含量高、工期短、不影响生产、不产生介质泄漏、保护环境、安全、劳动刚度低、工程费用少等优点。

图1是现有技术中的开孔刀具。如图1所示，该开孔刀具20包括筒钻21和中心钻22。在开孔的过程中，中心钻22先到达管线10的待割除区，所以中心钻22主要起到定位作用。开孔刀具20通过中心钻22定位后，筒钻21对管线10的表面进行切割开孔。管线10的开孔主要包括以下步骤：(a)将定位短节30固定在所述管线10的待割除区的外表面上；和(b)将开孔刀具穿过所述定位短节30，以对所述管线10进行开孔。

当筒钻21切割金属时，筒钻21的切削力可能会导致管线10上的割除下的金属产生变形，而变形的金属片可能会将筒钻21卡住，进而发生开孔刀具停转，并导致开孔失败。尤其是在管线10的带压开孔过程中，开孔刀具停转非常危险，可能会引起管线10内的介质泄露、污染外部环境。在某些环境中，还有可能引起爆炸等。

因此，如何防止开孔过程中割除金属变形成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种管线的带压带压开孔方法，能够防止在带压开孔的过程中防止被割除金属的变形。

为了实现上述目的，本发明提供一种管线的开孔方法，该开孔方法包括以下步骤：

(a)将定位短节固定在所述管线的待割除区的外表面上；和

(b)将开孔装置的开孔刀具穿过所述定位短节，以对所述管线进行开孔，

其中，所述开孔方法还包括：在所述步骤(a)之前，在所述管线的待割除区的外表面上固定设置至少一根加强筋。

优选地，所述至少一根加强筋为多根，该多根加强筋在所述管线的待割除区上相互交叉或平行布置。

优选地，所述开孔刀具具有中心钻和与该中心钻同轴设置的筒钻，所述开孔方法还包括，在步骤(a)之前，在所述待割除区上固定设置定位筒，该定位筒与所述定位短节同轴设置。

优选地，所述定位筒在所述待割除区的外表面上的位置与所述加强筋在所述待割除区的外表面上的位置间隔开。

优选地，该开孔方法还包括在步骤(b)之前，将所述定位短节的内部空间与外界隔闭。

优选地，所述定位短节的中心轴线倾斜于所述管线的中心轴线。

优选地，对所述管线进行开孔后，在所述管线的待割除区的外表面上所获得的开孔的孔径不小于500mm。

在所述管线的待割除区的外表面上所获得的开孔的孔径为500mm至1000mm。

本发明所述的管线的开孔方法中，通过在开孔前，在管线的待割除区上设置加强筋，增加了管线上待割除区的金属的刚度，有效地防止了在开孔过程中割除金属的变形，从而确保了开孔过程的顺利进行。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有技术中的开孔示意图；

图2是本发明中所述的加强筋的设置方式的示意图；

图3是本发明所述的加强筋和定位筒的设置方式示意图；和

图4是在管线上开斜度孔时，在的待割除表面上设置加强筋和定位筒的示意图。

附图标记说明

10 管线           11 定位筒

13 加强筋         20 开孔刀具

21 筒钻           22 中心钻

30 定位短节

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供一种管线10的开孔方法，该开孔方法包括以下步骤：

(a)将定位短节30固定在管线10的待割除区的外表面上；和

(b)将开孔装置的开孔刀具20穿过定位短节30，以对管线10进行开孔，

其中，所述开孔方法还包括：在所述步骤(a)之前，在管线10的待割除区的外表面上固定设置至少一根加强筋13。

定位短节30中设置有贯穿该定位短节30的长度方向的通孔，将定位短节固定在管线10的表面上之后，将开孔装置的开孔刀具20穿过定位短节30的通孔。定位短节30能够限制开孔刀具20的移动，并且能够通过定位短节30的通孔引导开孔刀具20，并对开孔刀具20起到定位的作用。

开孔装置的开孔刀具20穿过定位短节30的通孔将管线10的待割除区的金属割除，从而在管线10上形成开孔。

图2是本发明中所述的加强筋的设置方式的示意图，如图2中所示，加强筋13贴合在管线10的待割除区的外表面上，可以增加待割除区的金属的刚度，从而在开孔装置的开孔刀具20穿过定位短节30对管线进行开孔时，可以防止待割除区金属在割除的过程中发生变形，从而可以确保开孔过程的顺利进行。

通常，加强筋13可以由金属材料制成，从而可以通过焊接的方式将该金属材料制成的加强筋13固定设置在管线10的待割除区的外表面上。优选地，加强筋13可以由各种具有较好的焊接性能的材料制成，例如，各种低碳钢材料。此外，加强筋13还可以由其他金属材料制成，例如，可以由铸铁、铝合金、铜合金等制成。并且，加强筋13在管线10上的固定方式也并不仅限于焊接，例如，还可以通过粘结剂将加强筋13粘结在管线10的待割除区的外表面上。

本发明所述的开孔方法中，对于加强筋13的形状并没有特殊的要求，只要能够贴合在管线10的待割除区的外表面上即可，如图2中所示。

在本发明中，对加强筋13的根数没有限制，加强筋13可以是一根，也可以是多根，只要能增加管线10的待割除区金属的刚度即可。但是，优选地，加强筋13为多根，该多根加强筋13在管线10的待割除区上相互交叉或平行布置，从而进一步增加管线10的待割除金属区的刚度。

通常，开孔刀具具有中心钻22和与该中心钻22同轴设置的筒钻21。对管线10进行开孔时，开孔刀具20穿过定位短节30，并且中心钻22先到达管线10的表面，对整个开孔刀具20起到定位作用。随着切削过程的继续进行，筒钻21到达带开孔区，并对待割除金属进行切割。

优选地，所述开孔方法还可以包括，在步骤(a)之前，在所述待割除区上固定设置定位筒11，该定位筒11与定位短节30同轴设置。图3是本发明所述的加强筋和定位筒的设置方式示意图。可以通过焊接的方式将定位筒11固定在管线10的待割除区的外表面上。

开孔时，筒钻21进入定位筒11内部的通道。容易理解的是，定位筒11沿该定位筒11的轴线方向的长度一般小于中心钻22的长度。

定位筒11的作用至少有两个：第一个作用是方便割除金属的取出。当开孔作业完成后，定位筒11与割除的金属片相连接，取出开孔刀具20时，可将开孔道具稍作倾斜，让定位筒11以及与定位筒11相连的金属片关在中心钻22上，并通过中心钻22将割除的金属片带出定位短节30。第二个作用是在开孔进行的过程中，对中心钻22进行定位。开孔时，中心钻22进入定位筒11内部的通道，可以限制中心钻22的移动，并防止在开孔的过程中中心钻22在管线10表面跑位，从而使开孔的位置更加精确。为了使定位筒11具有稳定中心钻22的功能，需要对定位筒11的内径进行限制。优选地，定位筒11的内径为中心钻22的外径的1.1至1.5倍。

优选地，定位筒11在所述待割除区的外表面上的位置与加强筋13在所述待割除区的外表面上的位置间隔开。加强筋13在管线10的待割除区的外表面间隔布置，既可以起到对待割除区的加强作用，又可以避免设置定位筒11时与加强筋13发生干涉。

优选地，加强筋13可以布置在管线10的待割除区的外表面上与开孔刀具20的筒钻21的内部空间所对应的区域内。

本发明所述的开孔方法既可以用于管线10的不带压开孔，也可以用于管线10的带压开孔。

在进行带压开孔时，为防止管线10内流动的介质泄露到外界，带压开孔需要在封闭的环境中进行。所以，在步骤(b)之前，需要将定位短节30的内部空间与外界隔闭。

进行带压开孔时用到的开孔装置可以为带压开孔器，常用的带压开孔器通常包括壳体和开孔刀具20两部分。开孔刀具20位于壳体内。

如图1、3、4中所示，定位短节30上通常设置有法兰。而常用的带压开孔器的外壳上也相应地设置有法兰。开孔时，将带压开孔器的壳体的法兰与定位短节30的法兰固定连接，从而使开孔刀具20位于定位短节30和壳体形成的密闭空间内。将带压开孔器的壳体的法兰与定位短节30的法兰固定连接后再进行本发明所述的开孔方法中的步骤(b)。

带压开孔时所用到的带压开孔器可以是任意本领域技术人员所公知的带压开孔器。例如，可以是KKJ型开孔机，只要能够在对管线进行开孔的过程中，使开孔刀具30在密闭的空间内进行开孔作业即可。

本发明所述的开孔方法还可以用于在管线10上开斜度孔。所谓斜度孔是指管线旁接支路的轴线与待开孔管线的轴线之间具有小于90度的夹角。有些管线在旁接支路时，该旁接支路的中心轴线需要与待开孔管线的中心轴线之间呈一定夹角。例如，现有火炬系统管线与旁接支路之间的夹角可以为斜45°，因为采取这种方式增加旁接支路后，可以减小旁接支路中的气体切入主管线时的流动阻力，保证整体火炬放空线内流动气体正常运行。

在使用本发明所述的开孔方法进行开斜度孔时，固定定位短节30时，将定位短节30的中心轴线倾斜于管线10的中心轴线。

开斜度孔时，由于开孔刀具的筒钻21的一侧先接触管线10的待割除表面，因此，容易一起开孔刀具20的振动，更加容易引起割除金属的变形。所以，当在管线10上开设斜度孔时，在管线10的待割除区上设置加强筋13(如图4中所示)将更有利于开孔过程的进行。

随着对管线10运输能力要求的提高，现有技术中已经发展出了大管径长距离管线。所谓大管径长距离管线是指，管径为800mm至2000mm、长度为大于100m的管线。在这种大管径、长距离的管线上进行旁接支路时，开孔的孔径通常也较大，例如大于500mm。所开孔的孔径越大，越容易引起割除金属的变形。当大管径、长距离的管线10上开设孔径大于500mm的开孔时，在待割除区的外表面上设置加强筋13能够增加待割除区的金属的刚度，有利于保证开孔过程的顺利进行。通常，使用本发明所述的开孔方法，可在大管径长距离的管线10的待割除区的外表面上获得孔径为500mm至1000mm的开孔。

本发明所述的管线的开孔方法中，通过在开孔前，在管线的待割除区上设置加强筋，增加了管线上待割除区的金属的刚度，有效地防止了在开孔过程中割除金属的变形，从而确保了开孔过程的顺利进行。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种管线(10)的开孔方法，该开孔方法包括以下步骤：

(a)将定位短节(30)固定在所述管线(10)的待割除区的外表面上；和

(b)将开孔装置的开孔刀具(20)穿过所述定位短节(30)，以对所述管线(10)的所述待割除区进行开孔，

其特征在于，所述开孔方法还包括：在所述步骤(a)之前，在所述管线(10)的待割除区的外表面上固定设置至少一根加强筋(13)。

2.根据权利要求1所述的开孔方法，其特征在于，所述至少一根加强筋(13)为多根，该多根加强筋(13)在所述管线(10)的待割除区上相互交叉或平行布置。

3.根据权利要求1或2所述的开孔方法，其特征在于，所述开孔刀具具有中心钻(22)和与该中心钻(22)同轴设置的筒钻(21)，所述开孔方法还包括，在步骤(a)之前，在所述待割除区上固定设置与所述中心钻(22)对应的定位筒(11)，该定位筒(11)与所述定位短节(30)同轴设置。

4.根据权利要求3所述的开孔方法，其特征在于，所述定位筒(11)在所述待割除区的外表面上的位置与所述加强筋(13)在所述待割除区的外表面上的位置间隔开。

5.根据权利要求3所述的开孔方法，其特征在于，该开孔方法还包括在步骤(b)之前，将所述定位短节(30)的内部空间与外界隔闭。

6.根据权利要求1所述的开孔方法，其特征在于，所述定位短节(30)的中心轴线倾斜于所述管线(10)的中心轴线。

7.根据权利要求1所述的开孔方法，其特征在于，对所述管线(10)进行开孔后，在所述管线(10)的待割除区的外表面上所获得的开孔的孔径不小于500mm。

8.根据权利要求7所述的开孔方法，其特征在于，在所述管线(10)的待割除区的外表面上所获得的开孔的孔径为500mm至1000mm。

Images