CN105972375A - 无人船载管线维修夹具 - Google Patents

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    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
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    • F16L55/17—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from outside the pipe by means of rings, bands or sleeves pressed against the outside surface of the pipe or hose

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Abstract

本发明提供了一种无人船载管线维修夹具，包括：双半环形夹具单元(20，21)，两个夹具单元(20，21)位于法兰(12，13)上相对位置处，并且由双头螺钉(24)和螺母(25)连接在一起，每个夹具单元(20，21)具有一个光滑连续的内表面(28)，每一个边上附着一个密封管(29)；法兰(22)，位于每个夹具单元(20，21)各自的端部，法兰(22)内具有共线开口(23)，所述双头螺钉(24)会透过共线开口(23)。

Description

无人船载管线维修夹具
技术领域
本发明涉及维修用具，特别是海底油气管线维修中由无人船搭载的管线维修夹具。
背景技术
夹具维修是在泄漏部位的管道外安装紧固件-夹具，达到维修管道泄漏的目的，夹具维修技术目前已经成熟的应用在陆地和海底油气管道维修作业中，根据夹具维修技术在海底油气管道的应用情况，目前维修技术中最关键的部件就是海底管道夹具。夹具大多制成两半状，使用时用螺栓连接法或焊接法固定到管道上，因此可以分为焊接式和螺栓连接式。焊接式夹具可以提高修复可靠性，螺栓连接式更方便。
对于我国广大海域海底管道维修，目前采用的方法是针对浅水湾进行水下人工潜水安装维修，而对于深水地区，是将海底管道提到工作船上，在工作船上对管道损害部位进行预处理后直接对管道进行夹具修复安装。然而对于水域浑浊能见度极低的情况，以上两种方法弊端明显，由于需要安排支持船、人员、维修设备及其他辅助设备到维修现场，并且在完成操作后需要进行支持船、人员、维修设备及其他辅助设备的复原工作，因此需要耗费的时间和经济成本很高。
国内生产厂家的夹具设备主要应用于陆地油气管道，用作临时维修时可以正常封堵油气管道2-3个月，保证油气在夹具四周密封处不泄漏，用作永久维修时，可以把夹具与管道整体焊接在一起。国内生产厂家目前还没有生产用于海底油气管道夹具设备的，国外海底油气管道家居设备技术比较成熟，随着无人船技术的快速发展，开发一些特殊结构的夹具搭载到无人船上，在无需人员配备的情况下，采用无人船和维修夹具以及适当的辅助设备就可以完成海底管线的修复工作，无需将管线提升至无人船上进行预处理，节约时间和经济成本。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种无人船载管线维修夹具，包括：双半环形夹具单元，两个夹具单元位于法兰上相对位置处，并且由双头螺钉和螺母连接在一起，每个夹具单元具有一个光滑连续的内表面，每一个边上附着一个密封管；法兰，位于每个夹具单元各自的端部，法兰内具有共线开口，双头螺钉会透过共线开口。
优选的，密封管通过焊接方式进行附着，并由柔性材料构成，密封管通常具有一个褶板壁，该壁具有脊部和沟槽。
优选的，密封管由柔性钢制成。
优选的，脊部和沟槽为两道脊部和三道沟槽或者四道脊部和四道沟槽，或者一道脊部和两道沟槽。
优选的，密封管首先模制或者冲压管道；或者获得直线方向上的传统环形管道或者矩形管道并且获得针对期望的截面配置形成的压力。
优选的，密封管固定在沿着内表面的各个边的夹具单元上。
优选的，密封管的管道相对侧的各个边都连接到夹具单元上，管道布置在两个相距很远的法兰之间。
优选的，每个夹具单元的内表面内都具有凹槽，管道放在凹槽内。
优选的，夹具被螺栓全部拴紧连接时，密封管和管线法兰之间采用紧配合，密封管的脊部在外围与法兰连接在一起，并且变形从而提供夹具和外围法兰之间的紧密密封，夹具部分将会向下固定从而提供脊部31和法兰外围之间的连续接触。
优选的，法兰制作为具有近似圆形或者圆形的外表面。
优选的，通过使用敲击装置，消除环绕法兰外围区域的缝隙。
优选的，敲击装置为锤头或者锤头和穿孔机一起使用。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。本发明的目标及特征考虑到如下结合附图的描述将更加明显，附图中：
附图1为定位在环绕管线的法兰耦合件的夹具的透视图，并且结合现有本发明的优选实施例；
附图2为附图1的夹具一个夹具单元侧视图；
附图3为附图2的夹具部分的部分底端视图；
附图4为图3所示的管道的放大横截面图；
附图5为沿着附图1的5-5线截取的部分截面图；
附图6和7为与附图3类似的视图，表示本发明的一个替换实施例；以及
附图8表示与附图4类似内容的视图，表示管道的可替换配置。
具体实施方式
这里说明和描述的本发明的优选实施例用于管线内连接件具有环形法兰的设备。然而本发明对于其他具有法兰连接件的设备也同样适用，例如油罐车人孔端盖和阀罩，一起具有其他法兰形状，例如长方形，正方形，六角形和椭圆形。
管道10和11长度之间的管道啮合件如图1和5所示。法兰12连接到管道10的末端，通常用焊接的方式，以及类似的法兰13连接到管道11的末端。垫片14放在法兰12和13相接面的中间，并且法兰由穿过法兰12和13内准直开口的双头螺栓15连接在一起，双头螺栓15的两端各自有一个螺母。这种法兰连接结构通常用于管线领域。
在管线使用过程中，透过垫片14可能会发生泄漏。修复泄漏的一种方法是去掉螺母和双头螺栓，将两个法兰分开，去掉旧的垫片后插入新的垫片，然后将法兰重新连接在一起。这种类型的修补需要关闭管线，因此开发一种修复夹具能够在不影响管线操作的前提下提供临时的并且有些时候相对持久的泄漏修复。将夹具环绕泄漏发生的位置放置，形成密封，通常在密封位置环绕法兰放置来定义出一个闭合的环形区域，然后在空间内引入密封剂，这样就无需将整条管线提到无人船上进行维修，在海底即可以完成维修工作
本发明设计了一种新型夹具结构，用于这种类型的密封操作。本发明的优选实施例利用双半环形夹具单元20和21，每个夹具单元在各自端部具有一个法兰22，法兰内还具有共线开口23。两个夹具单元20和21位于法兰12和13上相对位置处，并且由双头螺钉24和螺母25连接在一起，螺钉会透过共线开口23。
在说明的优选实施例中，每个夹具单元具有一个光滑连续的内表面28，每一个边上附着一个密封管29。通常密封管通过焊接方式进行附着，如图3和5上的30处所示。
密封管29的优选形式如图4中的横剖面所示。密封管通常由柔性材料构成，通常为柔性钢制的，尽管按照需要也可以使用其他材料。密封管通常具有一个褶板壁，该壁具有脊部31和沟槽32，如图4所示的两道脊部和三道沟槽是优选的。可替换的，四道脊部和四道沟槽也是可用的，一道脊部和两道沟槽如图8所示也可以使用。密封管材料在期望的截面图中形成。采用实例的方式，按照期望的截面图的配置首先可以模制或者冲压管道。另一个实施例中可以获得直线方向上的传统环形管道或者矩形管道并且获得针对期望的截面图配置形成的压力。
获得期望的剖面形状后，适当长度的密封管弯曲成为曲线从而适应夹具单元内的空间并且该密封件被焊接固定。在优选实施例中，密封管固定在沿着内表面的各个边的夹具单元上，如图3所示。在可替换布置方式中，管道相对侧的各个边都连接到夹具单元上，如图6所示，管道布置在两个相距很远的法兰之间。在另一个可替换布置方式中，每个夹具单元的内表面28内都具有凹槽34，管道放在凹槽内，如图7所示。这种布置方式在形成凹槽过程中不需要机加工步骤。
使用过程中，夹具单元环绕管线放置并且通过双头螺钉24和螺母25连接在一起。需要标出带密封管的夹具的尺寸，因此当夹具被螺栓全部拴紧连接时，密封管和管线法兰之间采用紧配合。由于夹具部分由双头螺钉上的螺母固定，密封管31的脊部在外围39，40与法兰连接在一起，并且变形从而提供夹具和外围法兰之间的紧密密封。夹具部分将会向下固定从而提供脊部31和法兰外围之间的连续接触。通常，法兰如12和13制作的时候用近似圆形或者圆形的外表面39和40。这种情况下，夹具的内弯曲表面28和它的接触密封管不会在环绕表面39和40的所有点充分完整的紧密接触。如果在环绕法兰外围的区域可以看到缝隙，应当锤击密封管从而关闭这个缝隙。通过使用敲击装置，例如通过锤头或者锤头和穿孔机一起使用，在临近脊部31的暴露的沟槽32处，将脊部变形使其能够与法兰环相啮合。
接下来是将密封剂引入到夹具单元，密封管和管线法兰形成的圆环内。将喷射阀36插入到夹具单元的线状开口37内，并且通过适当的阀门将密封剂引入。密封剂喷射完成后，喷射阀由适当的闭合装置替换，如管堵头或者使用硫化密封剂，本实施例使用整体活塞38。
密封剂喷射过程中，密封管和管线法兰之间的密封期望由密封剂实现。当密封剂在夹具密封管脊部31和管线法兰之间的交点处溢出时，通过锤击密封管凹槽处可以关闭小开口从而使得密封管脊部与管线法兰更好的密封接合。
虽然本发明已经参考特定的说明性实施例进行了描述，但是不会受到这些实施例的限定而仅仅受到附加权利要求的限定。本领域技术人员应当理解可以在不偏离本发明的保护范围和精神的情况下对本发明的实施例能够进行改动和修改。

Claims (10)

1.一种无人船载管线维修夹具，其特征在于包括：
双半环形夹具单元(20，21)，两个夹具单元(20，21)位于法兰(12，13)上相对位置处，并且由双头螺钉(24)和螺母(25)连接在一起，每个夹具单元(20，21)具有一个光滑连续的内表面(28)，每一个边上附着一个密封管(29)；
法兰(22)，位于每个夹具单元(20，21)各自的端部，法兰(22)内具有共线开口(23)，所述双头螺钉(24)会透过共线开口(23)。
2.根据权利要求1所述的一种无人船载管线维修夹具，其特征在于：所述密封管(29)通过焊接方式进行附着，并由柔性材料构成，所述密封管(29)通常具有一个褶板壁，该壁具有脊部(31)和沟槽(32)。
3.根据权利要求2所述的一种无人船载管线维修夹具，其特征在于：所述密封管(29)由柔性钢制成。
4.根据权利要求2所述的一种无人船载管线维修夹具，其特征在于：所述脊部(31)和沟槽(32)为两道脊部和三道沟槽或者四道脊部和四道沟槽，或者一道脊部和两道沟槽。
5.根据权利要求2所述的一种无人船载管线维修夹具，其特征在于：所述密封管(29)首先模制或者冲压管道；或者获得直线方向上的传统环形管道或者矩形管道并且获得针对期望的截面配置形成的压力。
6.根据权利要求2所述的一种无人船载管线维修夹具，其特征在于：所述密封管(29)固定在沿着内表面的各个边的夹具单元上。
7.根据权利要求2所述的一种无人船载管线维修夹具，其特征在于：所述密封管(29)的管道相对侧的各个边都连接到夹具单元上，所述管道布置在两个相距很远的法兰之间。
8.根据权利要求1所述的一种无人船载管线维修夹具，其特征在于：所述每个夹具单元的内表面(28)内都具有凹槽(34)，所述管道放在凹槽(34)内。
9.根据权利要求1所述的一种无人船载管线维修夹具，其特征在于：当所述夹具被螺栓全部拴紧连接时，密封管和管线法兰之间采用紧配合，密封管(31)的脊部在外围(39，40)与法兰连接在一起，并且变形从而提供夹具和外围法兰之间的紧密密封，夹具部分将会向下固定从而提供脊部(31)和法兰(22，23)外围之间的连续接触。
10.根据权利要求1所述的一种无人船载管线维修夹具，其特征在于所述法兰(12，13)制作为具有近似圆形或者圆形的外表面(39，40)。
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