CN103925453A - 液力锚定封堵器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液力锚定封堵器，包括中心管，所述中心管一端设有止回阀，另一端连接有下接头，中心管外侧沿远离所述止回阀的方向依次套设有锥体、密封机构和液缸；所述液缸内部通过设在所述下接头上的进液孔与所述中心管联通；所述锥体在靠近所述止回阀的一侧设有卡瓦，所述卡瓦通过支撑机构固定在所述中心管外侧。本发明提供的液力锚定封堵器可以在不损坏原管道的条件下对高、中、低压管道进行封堵，从而使技术人员在管道不停产的情况下完成换阀工作，该封堵器结构紧凑，使用方便快捷、封堵效果稳定可靠。

Description

液力锚定封堵器

技术领域

本发明涉及油气集输管道封堵领域，特别是一种应用于高、中、低压管道换阀封堵的液力锚定封堵器。

背景技术

在油气集输的高、中、低压力管道上均要设置多个全通径阀，这些全通径阀主要通过螺纹、法兰、焊接等形式与管道连接在一起。全通径阀在长期工作下需要经常检修，发现损坏时要及时更换，以保证油气集输管道系统的正常运作。

对于中、高压管道的换阀技术，申请号为201120282513.8的中国专利公开了一种管道压带封堵器，该封堵器在使用过程中需要在所需更换阀门的前端管道（母管）上先焊接法兰三通，然后在管道上开孔，最后将封堵头通过所开孔塞入管道内。该封堵技术尽管可以实现不停产的条件下更换阀门，焊接与开孔等工序均对原管道造成了损坏，工序复杂、成本较高。

对于低压管道的换阀技术，申请号为201020104631.5的中国专利公开了一种管道不停产带压换阀门装置，该装置主要由堵塞器和手动送进工具组成，通过手动送进工具将堵塞器送入管道中实现封堵，但是这种设备在实际应用中，由于手动送进工具的力量较小，因此只能适用于更换低压工作状态下的小型阀门，无法在高压管道中使用；又如申请号为201120240993.1公开的阀门带油管线封堵器，也是采用手动送进封堵，因此只能适应低压（如储油罐的液位压力）工作状态。

因此，如何提供一种在不损坏原管道的条件下，同时可实现高、中、低压管道换阀工作的管道封堵器，是本领域技术人员所需解决的技术问题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种液力锚定封堵器，该封堵器可以在不损坏原管道的条件下对高、中、低压管道进行封堵，从而使技术人员在管道不停产的情况下完成换阀工作，该封堵器结构紧凑，使用方便快捷、封堵效果稳定可靠。

本发明提供的液力锚定封堵器，包括中心管，所述中心管一端设有止回阀，另一端连接有下接头，中心管外侧沿远离所述止回阀的方向依次套设有锥体、密封机构和液缸；所述液缸内部通过设在所述下接头上的进液孔与所述中心管联通；所述锥体在靠近所述止回阀的一侧设有卡瓦，所述卡瓦通过支撑机构固定在所述中心管外侧。

优选地，所述止回阀由阀座（捞头的下端）、带杆的锥阀或阀球、复位弹簧等构成，设置在所述捞头、中心管的中心通道内。

优选地，所述支撑机构是在中心管中部外侧设有倒齿，所述倒齿上啮合有卡簧，所述倒齿的方向可使卡簧只能沿远离所述中心管止回阀的方向移动，并带动所述的锁护套、锁块套一起移动，锁护套与锁块套连接为一体。

所述中心管倒齿的上端设有异径槽，所述锁块套上设有锁块槽，槽内置锁块，所述锁块与中心管外圆接触时径向伸出在锁套内，支撑所述锁护套、分瓣卡簧及卡瓦，分瓣卡簧与卡瓦之间通过螺钉、销等连接；所述锁块落入所述中心管的异径槽内时，伸出锁块套的锁块回收，所述锁护套、分瓣卡簧及卡瓦将失去支撑。

优选地，所述锁套由锁块套、锁护套及分瓣卡簧组成；锁护套与分瓣卡簧固定联接。

优选地，所述密封机构包括弹性密封件、内衬环，所述内衬环设置在弹性密封件的内部两端各设有一个衬环，或至少一个，其长度小于弹性密封件。

优选地，所述液缸缸壁上设有联通孔，所述联通孔的一端导通至所述密封件靠近所述液缸的一侧，所述联通孔与所述弹性密封件的内腔导通。

优选地，所述中心管靠近所述止回阀的一端设有密封圈，中心管靠近所述止回阀一端的管壁外侧上设有挡环。

优选地，所述中心管靠近所述止回阀的一端密封圈与挡环之间的中心管外圆上可设置在环行槽、螺纹孔或径向孔。所述环行槽可以是间断的，所述径向孔可以为圆、椭圆、方、长方和多边形等其它形状。

优选地，所述中心管靠近所述止回阀的一端设有捞头。

优选地，所述捞头与所述中心管之间设有密封圈。

优选地，所述液缸缸壁与所述中心管管壁之间设有密封圈。

将本发明提供的液力锚定封堵器推入管道后，可将压力液通过止回阀输送至中心管内腔，并顺着中心管内腔流入进液孔，通过进液孔将液体送至液缸，推动液缸向远离所述下接头的方向移动，进而推动锥体和密封机构，锥体进一步将卡瓦撑开与管道内壁咬合，实现封堵器的固定，密封机构受液缸挤压膨胀与管道内壁紧密贴合，实现对管道的封堵。由于封堵器采用外部液力及管道自身的工作压力实现固定及密封，一种规格的封堵器适用于不同内径的管道，不仅可以应用于低压管道的封堵，还可以完全适应中压、高压管道的压力环境，且无需损坏原管道，操作方便快捷。

附图说明

图1为本发明所提供的液力锚定封堵器的结构示意图；

图2为图1中支撑机构的局部放大结构示意图；

图3为本发明提供的液力锚定封堵器的另一种结构示意图；

图中：

1.捞头  2.杆阀  3、4、19、20、23.O形密封圈  5.弹簧  6.中心管  6-1.异径槽  6-2.倒齿 6-3.环形槽 6-4螺纹孔 6-5径向孔 7.档环  8.锁块套  8-1.锁块槽  9.分瓣卡簧  10.锁块  11.锁护套  12.卡簧  13.卡外套  14.螺钉15.卡瓦  16.锥体  17.内衬环  18.密封件  21.液缸  21-1.联通孔  22.下接头  22-1.进液孔

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

请参考图1，本发明提供的液力锚定封堵器，包括中心管6，中心管6一端的管口上设有捞头1、杆阀2，中心管6内侧在靠近杆阀2的部位设有与杆阀2相配合的弹簧5，实现杆阀2在压力液作用的开启与闭合，中心管6远离杆阀2的一端螺纹连接有下接头22。中心管6靠近杆阀2一端外侧螺纹连接有捞头1，方便阀门更换完毕后对封堵器进行打捞取出管道。中心管6中部外侧上套设有锥体16，从锥体16开始，中心管6外侧沿远离杆阀2的方向还依次套设有密封机构和液缸21。下接头22内设有一个进液孔22-1，进液孔22-1一端与中心管6内腔导通，另一端与液缸21内部导通，使液体可以通过中心管6内腔流入液缸21内，推动液缸21运动。锥体16在靠近杆阀2的一侧设有卡瓦15。

请一并参考图2，为了使卡瓦15能得到支撑，采用如下的技术方案：在中心管外侧设有倒齿6-2，倒齿6-2上啮合有卡簧12，倒齿6-2的方向是可以保证卡簧12只能相对于卡簧12向下接头22的方向移动，而不能反向相对移动（即向杆阀2一端的方向），中心管6外侧还设有锁块套8，锁块套8中央设置一个锁块槽8-1，槽内设有锁块10，锁块10沿中心管6径向从锁块槽8-1内伸出，锁块套8靠近卡簧12的一侧通过螺纹连接有卡外套13，与卡外套13一起形成一个空腔，罩设在卡簧12上。锁块10从锁块槽8-1伸出的部分上还套有锁护套11，锁护套11上连接有分瓣卡簧9，分瓣卡簧9的另一端通过螺钉14与卡瓦15连接。当卡瓦15受到来自锥体16锥面的推力时，将推力通过分瓣卡簧9传至锁护套11，由于卡簧12在倒齿6-2的限制下不会反向移动，因此可以卡住卡外套13和锁块套8，进而固定住锁块10，使锁块10顶住锁护套11，故使得与锁护套11连接的卡瓦15也可以得到支撑固定，在锥体16的推力下卡瓦15撑开咬紧管道内壁，实现液力锚定封堵器位置的固定。在锁块10与卡簧12之间的中心管6侧面上还设有一个凹槽（异径槽6-1），当阀门更换完毕需要取出液力锚定封堵器时，由于卡簧12可以沿倒齿6-2向前方移动，中心管6可以被抽出，使得锁块10落入异径槽6-1内，令卡瓦15失去支撑与锥体16分开，解除其与管道内壁的咬合，从而可将液力锚定封堵器从管道中取出。在锁块套8靠近杆阀2一侧的中心管6管壁上还设有挡环7，以起到对封堵器在管道内的扶正作用。密封圈4与挡环7之间的中心管外圆上设置环行槽6-3。

请继续参考图1，本发明液力锚定封堵器中的密封机构由一个弹性密封件18和两个衬环17组成。弹性密封件18靠近管壁的一侧平整，远离管壁一侧（即靠近中心管6的一侧）的中间部位向管壁的方向拱起一定弧度，该侧两端上各设置一个衬环17，整体类似于“拱桥”的形状，当密封件18受到液缸21的推力时被挤压变形，拱形的结构使其很容易就贴紧在管道内壁上，实现封堵器对管道的密封。两个衬环17在推力的作用下间距越来越小直至并紧，起到对密封件18在中心管6轴向上的限位作用，进一步增强了卡瓦15与管壁间的紧密性。作为进一步的增强密封件18与管壁间的密封性，在液缸21的缸壁内设有一个联通孔21-1，联通孔21-1一端通至液缸21靠近管道内壁的一侧（即沿中心管6径向远离中心管的一侧），另一端导通至密封件18的内腔，当封堵器对管道封堵后，若有液体顺管壁缝隙渗入，可以流入联通孔21-1中，使得这些渗入液体进一步挤压弹性密封件18，从而使其密封性得到更大的提高。

在液缸21与中心管6之间、中心管6和捞头1之间、锥体16和中心管6之间、下接头22与液缸21之间及捞头1外侧均分别设有O形密封圈19、3、23、20、4，以确保各部件之间的紧密配合。

本液力锚定封堵器在使用时，先将封堵器下接头22朝向管道内送入管道，在捞头1上外接试压接头，并使其内部管道与中心管6上的杆阀2对接，再通过外接试压泵向杆阀2内送入压力液，压力液通过弹簧5将杆阀2顶开，并从环缝进入中心管6内腔，一直流到进液孔22-1并从进液孔22-1流入液缸21内。中心管6和液缸21被压力液充满后，液缸21会在压力作用下被推动，将推力通过密封机构传至锥体16，锥体16被推动后将卡瓦15撑开，使卡瓦15与管道内壁紧密咬合，实现了封堵器的固定，密封件18经液缸21挤压后紧密贴合在管道内壁，实现了对管道的封堵。上述动作过程完成后，拆去外接的试压接头，杆阀2自动关闭，将封堵器留在管道内部，此时中心管6也完全封闭。

当捞头1一侧与卸压（拆阀时），下接头22一侧在管道液压力作用下，会将弹性密封件18压缩的更加紧密，同时管道液压沿管壁缝隙，流入联通孔21-1中进一步挤压弹性密封件18。且上述两种情况也会使卡瓦15咬合的更紧。因此本发明不仅可以通过向中心管6输送压力液对管道进行封堵，还能够借助管道内自身存在的液体压力来提高封堵器的密封性和稳定性。

在使用本发明提供的液力锚定封堵器对管道进行封堵后，技术人员可以将位于封堵器另一侧（即杆阀一侧）的损坏阀门换下，并更换新的阀门，实现了在不停产、不损坏原管道的条件下完成换阀作业，尤其是避免了在带压管道上实施焊接和开孔作业。

阀门更换完毕后，用打捞器抓住液力锚定封堵器的捞头1，向前（向管道内）推动，杆阀2被弹开，中心管6内的压力液流出，中心管6内及液缸21内的压力卸去，密封件18与管道内壁的结合力减弱，然后将捞头1向外拉，带动中心管6向外移动，锁块10落入异径槽6-1内，卡瓦15失去支撑，将管道输送压力导入液力锚定封堵器捞头1的一端，密封件18与管道内壁摩擦使锥体16与卡瓦15发生分离，完成了封堵器的解封和解卡，将其取出后管道内液体即可进行正常流通。

实施例2

本液力锚定封堵器的另一种结构，与实施例1基本相同，区别在于将图杆阀2、弹簧5拆去（局部放大图请参考图3）。使用时，先将封堵器下接头22朝向管道内送入管道，在捞头1上外接试压接头，并使其内部管道与中心管6对接，再通过外接试压泵向内送入压力液，压力液通过中心管6内腔，一直流到进液孔22-1并从进液孔22-1流入液缸21内。中心管6和液缸21被压力液充满后，液缸21会在压力作用下被推动，将推力通过密封机构传至锥体16，锥体16被推动后将卡瓦15撑开，使卡瓦15与管道内壁紧密咬合，实现了封堵器的固定，密封件18经液缸21挤压后紧密贴合在管道内壁，实现了对管道的封堵。上述动作过程完成后，拆去外接的试压接头，将封堵器留在管道内部，此时中心管6与捞头1外联通。密封圈与挡环之间的中心管外圆上设置螺纹孔6-4和径向孔6-5（图3），便于和外部辅助的作业设备对接，提高了封堵器的扩展性。

以上对本发明所提供的液力锚定封堵器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.液力锚定封堵器，其特征在于，包括中心管，所述中心管一端设有止回阀，另一端连接有下接头，中心管外侧沿远离所述止回阀的方向依次套设有锥体、密封机构和液缸；所述液缸内部通过设在所述下接头上的进液孔与所述中心管联通；所述锥体在靠近所述止回阀的一侧设有卡瓦，所述卡瓦通过支撑机构固定在所述中心管外侧。

2.根据权利要求1所述的液力锚定封堵器，其特征在于，所述支撑机构是在中心管中部外侧设有倒齿，所述倒齿上啮合有卡簧，所述倒齿的方向可使卡簧只能沿远离所述中心管止回阀的方向移动，所述中心管外侧设有锁套，锁套内设有锁块，所述锁块与所述倒齿之间的中心管外侧设有异径槽，所述卡瓦与所述锁套固定连接。

3.根据权利要求2所述的液力锚定封堵器，其特征在于，所述锁套由锁块套、锁护套和分瓣卡簧组成，所述锁护套与分瓣卡簧固定连接，所述分瓣卡簧与所述卡瓦固接；所述锁块套上设有锁块槽，内置所述锁块；所述锁块套上连接有卡外套形成空腔，内置所述卡簧。

4.根据权利要求1所述的液力锚定封堵器，其特征在于，所述密封机构包括弹性密封件，所述弹性密封件内两端各设有一个衬环。

5.根据权利要求4所述的液力锚定封堵器，其特征在于，所述液缸缸壁上设有联通孔，所述联通孔与所述弹性密封件的内腔导通。

6.根据权利要求1-5任一所述的液力锚定封堵器，其特征在于，所述中心管靠近所述止回阀的一端设有捞头。

7.根据权利要求7所述的液力锚定封堵器，其特征在于，所述中心管靠近所述止回阀的一端设有密封圈，中心管外圆上设有挡环，所述密封圈与挡环之间的中心管外圆上可设置环行槽、螺纹孔或径向孔。